Фолькер Арцт - Умные растения
Кукурузу захватывают с самых корней, атакуют из глубины. И против подземной стратегии нападения она как будто беспомощна. Как же кукуруза защитит свои подземные органы, когда к ним подползут личинки? Целое полчище червячков — ведь каждая самка кукурузного жука откладывает до тысячи яиц — в непосредственной близости от корней.
Однако, вспомнив все предыдущие уловки растений, мы очень удивились бы, если бы обнаружили, что слабость одного из них — в корнях. В тех самых корнях, которые жизненно необходимы для всего растительного организма. Наверное, их можно считать головой растения. На первый взгляд это утверждение кажется несколько противоречивым — в качестве «разноцветных головок» мы обычно представляем себе именно цветки. Но еще Чарлз Дарвин предложил перевернуть картинку. Верхушка корня — это голова растения, напоминающая мозг беспозвоночных. И действительно, верхушка корня исследует свое окружение на предмет наличия влаги и минеральных веществ, она распознает препятствия, ощущает свет и силу тяжести. На основе этих разнообразных данных она определяет, как быстро и куда нужно расти, извиваться или вытягиваться. Вопрос о том, можно ли на этом основании говорить о «корневом мозге», как это делают некоторые ученые, пока остается нерешенным, но без множества расчетных действий корни никогда не смогли бы столь успешно ориентироваться и передвигаться в почве.
Следует исходить из того, что растения всеми средствами защищают свой ценнейший орган — в этом абсолютно уверен профессор Тед Терлингс из Нёвшательского университета (Швейцария). Он доказал, что кукуруза рассылает ароматные сигналы так же, как и дикий табак, когда его листья кто-то пожирает. Разве уничтожение корней не может повлечь за собой подобные «крики»?
Университет располагается в красивом современном здании, возвышающемся над Нёвшательским озером, а строение, где работают с опасными организмами, выполнено прямо-таки в футуристическом стиле. Здесь Тед Терлингс держит своих кукурузных корневых жуков под надежной охраной. И здесь же хочет продемонстрировать, что им не так-то просто продырявливать подземную часть кукурузы. Потому что корни этого растения тоже умеют посылать сигналы бедствия. На их «зов» спешит целая армия крошечных хищников — малюсеньких круглых червей-нематод, которые в больших количествах обитают в пахотной земле.
На столе лаборатории выстроена своего рода полоса препятствий. В центре находится стакан с землей. Это — миниатюрная пашня с тысячами нематод. От нее, словно лучи, отходят шесть рукавов — они тоже наполнены землей, и из них можно снова попасть в центральный стакан с пахотной почвой.
Нематоды могут выбрать один из шести путей, войти в любой из шести рукавов, то есть, извиваясь, пробраться по влажной почве. Заканчиваются эти дороги по-разному: три рукава приводят в сосуды с землей, а другие три — в сосуды с кукурузой, при этом одно из растений намеренно заражено личинками.
Что же, начнем. Куда направятся нематоды, если они вообще отважатся на путешествие? Снаружи ничего не видно, все происходит в земле. Но через сутки червячки, все как один, — на пути к пораженному растению, а некоторые уже добрались туда. Единственное объяснение: нематоды последовали на активный призыв, посылаемый корнями, потому что во всех остальных контрольных рукавах червей практически нет.
Тед Терлингс даже сумел расшифровать этот сигнальный код: после нападения личинок корни кукурузы выделяют газ, называемый «бета-кариофиллен». Он проходит под землей, находя нематод, а они, похоже, считают его привлекательным. Червячки, извиваясь, двигаются на встречу запаху. И будут за это вознаграждены. В корневой системе эти организмы обнаружат личинок, которые, правда, существенно превосходят их размерами, но здесь нематоды берут числом. При помощи ротового отверстия и глотки червячки высасывают все соки из своих жертв.
Растения — единственные существа, живущие одновременно внутри почвы и над землей. И в обоих мирах они посылают сигналы вспомогательным войскам. Компенсируя свою собственную неподвижность, растения призывают двигаться другие организмы.
Тед Терлингс даже научился имитировать сигнал о помощи. Если в какой-нибудь участок почвы запустить искусственный бета-кариофиллен, нематоды незамедлительно явятся туда. Правда, они останутся без вознаграждения и уйдут ни с чем, но само появление червячков доказывает, что Тед выбрал правильный привлекающий сигнал.
Что ж, хорошо. Похоже, честь кукурузы спасена. Остается вопрос: почему в лаборатории Теда это получается, а на полях Верхнерейнской низменности — нет?
На самом деле большинство сортов кукурузы «онемели». В постоянных попытках вывести урожайные варианты растения «химический голос» кукурузы был по недосмотру утерян, а соответствующие гены — выключены. Сэкономленные минеральные вещества и ресурсы кукуруза — что полностью устраивает селекционеров — вкладывает в образование плодов.
Команда Теда Терлингса работает над тем, чтобы вновь активировать «замолчавшие» гены и вернуть культурной кукурузе ее «голос». Идея восстановить природные защитные силы растения заслуживает понимания и поддержки, однако вопрос, удастся ли таким образом сократить опрыскивание, вызывает большие сомнения. Собственные защитные средства зеленых организмов могут не сработать на огромных полях с монокультурами, где из года в год высаживают одни и те же растения. Но вероятно, их будет достаточно, если мы помимо этого вернемся к старой, испытанной системе севооборота. Если кукурузный корневой жук в следующем году не найдет кукурузы и обнаружит вместо нее, к примеру, пшеницу, это нанесет ему больший ущерб, чем опрыскивание химикатами, которое поддерживается на государственном уровне. Швейцария уже ступила на этот путь, и в результате «жук за миллиард долларов» действительно снова исчез.
Яблочная кислота полезна для здоровья
Призывы о помощи оказались настолько успешной стратегией, что растения стали применять ее и над, и под землей. При нападении на листья зеленые организмы отдают приказания клопам и летающим насекомым, а в случае нападения на корни — нематодам. Растения справляются в обоих мирах — и в атмосфере, и в ризосфере (так ботаники называют верхние слои почвы — мир корней). Однако недавно профессор Харш Бейс из Делавэрского университета обнаружил, что растения могут комбинировать эти защитные системы. Маленькая резуховидка Таля, по-научному называемая «арабидопсис», отражает нападения на листья с помощью защитников из почвы.
