Доброго времени суток, уважаемые читатели Take in Mind! Пусть вас не смущает заголовок нашего сегодняшнего поста. Речь не пойдет об инопланетных гостях или об огре Шреке, и, конечно, мы не собираемся обсуждать деятельность защитников природы из Гринписа.
Все гораздо проще и интереснее. Мы поговорим об акустических способностях растений. Удивительно, но факт: тема «способны ли растения воспринимать и реагировать на звук?» практически не исследовалась до самого последнего времени. При этом абсолютно понятно, что жизнь растения напрямую зависит от способностей ощущать даже самые незначительные изменения окружающей среды и мгновенно на них реагировать. Как растения реагируют на свет, летучие химические вещества, даже на различные формы прикосновений подробно изучалось во многих работах, а вот реакцию на звуковые раздражители (при том, что это один из наиболее широко используемых способов общения в животном мире) ученые как-то обходили своим вниманием.
Хотя предпосылка для таких исследований была вполне солидная. Несколько исследований показали, что искусственные звуковые раздражители существенно влияют на скорость роста растений, впрочем, эти реакции были очень медленными по временным рамкам (часы, а то и дни). Кроме этого, известно, что растительные ткани реагируют вибрацией на звуковые сигналы. Более того, в литературе давно ходит обсуждение возможности использования растением иных сигналов, кроме цвета, запаха и формы, для привлечения насекомых (например, в процессе опыления).
В своем недавнем исследовании группа израильских ученых под руководством проф. Lilach Hadany нашли [1], что при звуке летящей пчелы (или искусственного сигнала на тех же частотах) цветы Ослинника Друммонда (Oenothera drummondii) производят более сладкий нектар (приблизительно на 20%) в течение следующих трех (!) минут. Более того, ученые обнаружили, что цветы «откликались» (а более конкретно, вибрировали) в ответ на эти звуки, что указывает на некий возможный механизм, в котором цветок является неким подобием «органа слуха». И вибрация, и изменения в качестве нектара были частотно-зависимыми: цветы реагировали и вибрировали на звуки опылителей, но не на более высокочастотные звуки.
В самой статье, а также последующей за ней статье-комментарии [2], авторы обсуждают многочисленные научные и прикладные нюансы своего открытия. Почему реакция происходит в течение именно трех минут и может ли это быть связано с перемещением опылителя между соседними цветками? Каким образом растение «настраивается» именно на те акустические частоты, которые производятся крылышками насекомых в полете? Почему количество сахара в нектаре увеличивается именно на 20%, а не в 2-3 раза?
Мы не хотим лишать вас удовольствия почитать полные авторские ответы на эти и другие вопросы. Мы приведем объяснение ученых лишь на следующий вопрос: почему в результате «общения» с насекомым изменяется именно качество нектара (т.е., концентрация сахара в нем), а не какие-нибудь другие параметры?
Концентрация сахара в нектаре может потенциально влиять как минимум на два аспекта поведения опылителей: продолжительность случайного посещения для опыления и будущие посещения. Многочисленные исследования показали, что продолжительность посещения опылителей увеличивается с увеличением концентрации сахара в нектаре. Более того, насекомые быстро учатся посещать более «выгодные» для себя виды цветов и район их произрастания после столь приятного и полезного визита, а это, в свою очередь, принесет пользу (опыление!) самому растению. Другими словами, цветок с такой «деловой жилкой» может увеличить как продолжительность посещения, так и лояльность опылителей, и при этом сэкономит энергию, производя нектар со сравнительно низким содержанием сахара, когда поблизости нет опылителя.
Кстати, объяснением, почему количество сахара увеличивается всего на 20%, может служит факт, что слишком высокая концентрация сахара может привести к повышенной вязкости нектара, что сделает его непригодным для сбора. Пчелы способны воспринимать очень маленькую разницу в концентрации сахара (1-3%), поэтому 20% будет восприниматься насекомыми как «супер-деликатес».
Если данный эффект не является этаким эволюционным феноменом для Ослинника Друммонда, то данная работа может войти в основу совершенно нового направления ботаники и экологии. Реакция растений на звук предполагает обоюдную связь между животными-опылителями и растениями, что, в свою очередь, предполагает синхронизацию общения между ними, а также позволяет увеличить эффективность сбора нектара и опыления. Кстати, сильный шум, например, если сад или поле находится вблизи от промышленного района или трассы, может очень пагубно повлиять на эти процессы. Наконец, способность растений воспринимать звуковой сигнал и «отвечать» на него предполагает, что растения могут обладать звуковой формой общения не только с животными, но и с другими растениями. Поживем-услышим…
N.B. Может быть, не так уж и далеко ушли в своем воображении Джон Рональд Толкин со своими энтами или Джон Уиндем с триффидами?
[1] Veits M, Khait I, Obolski U, et al. Flowers respond to pollinator sound within minutes by increasing nectar sugar concentration. Ecol Lett. 2019;22(9):1483-1492. doi:10.1111/ele.13331 — https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31286633/
[2] Goldshtein A, Veits M, Khait I, et al. Plants’ ability to sense and respond to airborne sound is likely to be adaptive: reply to comment by Pyke et al. Ecol Lett. 2020;23(9):1423-1425. doi:10.1111/ele.13514 — https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32578320/
Featured image by Jaesung An from Pixabay.
Статьи по теме: