И. Дроздова - Удивительная биология
Ф. Кон писал в своей книге «Растение» (1901 г.): «…спросим себя, не искать ли зачатков духовной жизни уже в растительном царстве? Не прав ли был Аристотель, возводя душу в принцип всякой жизни, но признавая за растениями только те духовные силы, которые присущи деятельности питания и размножения, между тем как силы мысли и чувства у них отсутствуют?
Нельзя ли сравнить эту душу в том виде, как она проявляется в рядах живых существ, с электрическим током, который только в совершенном механизме лампочки Эдисона дает подобный солнцу, далеко разливающийся свет, в других же аппаратах вызывает то яркое сияние проволоки, то едва заметное ее мерцание, а при отсутствии таких приборов едва колеблет магнитную стрелу без проявления света? Однако всюду ведь та же сила!»
Говоря о появлении среди русских ботаников сторонников учения о психической деятельности растений, К. А. Тимирязев (1843—1920) отмечал, что «в защиту этого воззрения не выставлено ни одного фактического довода. В пользу его… можно приводить только соображения метафизического, но не научного характера». Тимирязев указывал, что фитопсихология не открыла новых фактов, а только пыталась приложить некоторые термины физиологии и психологии животных к описанию процессов раздражения у растений, причем по большей части использовавшиеся аналогии оказывались весьма сомнительными.
Можно надеяться, что в ближайшие десятилетия мы узнаем много интересного о природе и назначении «потенциалов действия» в растениях, об их роли в управлении различными физиологическими процессами, быть может – о направленном изменении этих процессов с помощью искусственной электростимуляции. Электрическое управление движениями органов (может быть, не столько заметными внешне, но очень важными для жизнедеятельности) отмечено у многих растений, а потенциал действия как средство управления различными физиологическими функциями (не обязательно связанными с механическими движениями) присущ, по-видимому, всем высшим растениям.
Действительно, мало кто обращал внимание на росянку, даже если она и попадалась на глаза, и почти наверняка никто не видел венериной мухоловки. Но вот василек, подсолнух, барбарис видели все; а многим ли известно, что тычинки цветков этих растений при легком прикосновении приходят в движение? Это явление у артишока напоминает ритуальный танец тычинок: при легком встряхивании цветка пыльники склоняются сначала друг к другу, затем в противоположные стороны, после этого тычинковая нить начинает быстро укорачиваться, и наружу выделяется капля жидкости, содержащей пыльцу. А поскольку причиной сотрясения цветка оказывается насекомое, естественно, ему нелегко пробраться мимо извивающихся тычинок, не обвалявшись как следует в этой жидкости. Так что назначение движений вполне определенное. Кстати, после оплодотворения тычиночные нити полностью утрачивают подвижность, хотя сам цветок продолжает развиваться.
Нечто подобное происходит и с тычинками подсолнуха, но их движение менее энергично и вся картина не столь впечатляюща. Довольно быстро движутся тычинки у барбариса. В спокойном состоянии они прилегают к лепесткам цветка и образуют с пестиком прямой угол. Если осторожно прикоснуться к какой-либо из них, она быстро загнется внутрь, а затем возвратится назад.
Еще одна интереснейшая реакция многих цветков на механические раздражения, не связанные с видимыми движениями органов, – выделение нектара. Цветок липы, например, по которому ползает насекомое, начинает интенсивнее выделять нектар. В опыте, поставленном с целью обнаружить сопутствующие этому процессу электрические эффекты, один микроэлектрод вводился в ткань нектарника, другой – в проводящие пучки, обслуживающие нектарник. Оказалось, что при механическом раздражении некоторых частей цветка возникают электрические импульсы, передающиеся по железистым клеткам в проводящие пучки и по достижении нектарника стимулирующие его деятельность. Интересно отметить, что при этом усиливается не только отделение нектара, но и его образование в нектарнике. Реакция нектарника очень быстрая: выделение нектара начинается практически сразу после того, как насекомое садится на цветок.
Итак, можно сделать вывод, что электрическая передача возбуждения – явление не уникальное и не исключительное. Оно характерно для жизнедеятельности многих представителей растительного царства.
«Танец» пчел
Совершенным способом передачи звука обладают медоносные пчелы. Они поют, заставляя вибрировать часть своего корпуса – торакса – благодаря частым мышечным сокращениям. При этом звук усиливается крыловыми пластинами, как диффузорами. В отличие от многих других насекомых пчелы могут издавать звуки разной высоты и разных тембров. Это уже говорит о возможности использования пчелами изменений звука для передачи какой-либо информации.
Известный немецкий физиолог Карл фон Фриш (1864—1941) установил, что пчела-разведчица сообщает о месте медосбора другим пчелам с помощью своеобразного танца. Она описывает восьмерку, средняя линия которой направлена на место медосбора. Дальность же расстояния до взятка пчела сообщает своим собратьям характерными «танцевальными» движениями – вилянием брюшка: чем медленнее танец, тем дальше мед.
Считалось, что этот танец у пчел – единственный способ передачи информации о дальности медосбора. Однако наш отечественный ученый, доктор биологических наук Е. К. Еськов убедительно доказал в ряде своих научных трудов, что медоносные пчелы для сообщения другим пчелам о месте медосбора пользуются, кроме танца, еще и звуковыми сигналами. Оказалось, во время танца они издают серии (пакеты) ритмических звуковых импульсов, следующих с частотой 33 Гц, в которых и заключена информация о дальности медосбора. Чем дальше мед, тем больше длительность каждого пакета и число составляющих его импульсов. О том, что пчелы способны воспринять эту информацию, свидетельствует ряд других исследований и в частности обнаруженные «уши» пчел – специальные приемники звука на их теле, названные донорецепторами.
Известно, что пчелы определяют расстояние от медосборов до улья по затратам энергии крыловой мускулатуры. Проделали любопытный опыт: немного обрезали крылья у пчел, носящих мед с одной кормушки. В результате эти пчелы значительно увеличивали длительность звуковых сигналов в танце и число импульсов в сигнале, сообщая тем самым, что кормушки расположены дальше. Эти опыты свидетельствуют о наличии в языке медоносных пчел сигнала дальности расположения участка медосбора.
Старые пчеловоды давно замечали, что пчелиная семья в улье жужжит по-разному в зависимости от того, в каком физиологическом состоянии она находится: холодно ли, голодно ли или семья решила роиться. Биоакустики с помощью современной аппаратуры изучили характерные акустические показатели звуков, издаваемых пчелами в разных состояниях, чтобы использовать эти данные для биоакустического контроля за состоянием пчел, то есть для диагностики самочувствия пчелиной семьи. Акустические методы позволяют выявить (по характеру звука) безматочные пчелиные семьи на пасеке, отношение пчел безматочных семей к вводимой в улей матке (увы, они не всегда ее принимают), определить расовую принадлежность пчелиной семьи (каждая раса издает свой звук), наконец, управлять летной деятельностью пчел.
Иногда необходимо ограничить вылет пчел из улья (например, при обработке полей ядохимикатами). Закрывать леток сеткой нежелательно, так как стремящиеся выйти пчелы закупоривают его своими телами и создают в улье неблагоприятные микроклиматические условия. Оказалось, удержать пчел в улье удается, воздействуя на них определенными звуками.
Медоносные пчелы воспринимают и звуки летящих насекомых. Пчелы-сторожа, которые стоят у входа в улей, не обращают внимания на прилетающих рабочих пчел. Но они очень чувствительны к тону звука, идущего от пчел-воришек, даже если эти пчелы находятся достаточно далеко. Наблюдая летом за пчелами, можно по звуку отличить прилетевшую к цветку рабочую пчелу от трутня, хотя у него такие же окраска, формы и размеры тела. Несмотря на их поразительное сходство даже в поведении, маскирующийся трутень выдает себя звуками. Однако иной раз насекомые имитируют и звуки. Был обнаружен случай «звуковой мимикрии», когда муха делала 147 взмахов крыльями в секунду, летая поблизости от ос, которым она подражала. Частота взмахов крыльев ос – 150 ударов в секунду, и человек с нормальным слухом не в состоянии различить шум, издаваемый при полете осой, и похожий на него – мухой. По-видимому, питающиеся мухами птицы делают ту же ошибку и избегают этих мимикрирующих мух.
Пчелиный улей – совершенно неприступная крепость. Только медведь решается вступить с пчелами в открытый бой, но и его нередко обращает в бегство дружная семья. У летка постоянно дежурит охрана, всегда готовая дать отпор любому обидчику. Мимо недремлющей стражи трудно пройти незамеченным. Как ни заманчив мед, как ни много желающих им полакомиться, пробраться в улей никто не может.
