«О чем думают растения»: Как деревья общаются между собой И чем лес напоминает интернет

«О чем думают растения»: Как деревья общаются между собой

В издательстве «Бомбора» вышла книга «О чем думают растения» нейробиолога Стефано Манкузо. Он пришел к выводу, что растения способны считать, делать выбор и запоминать. The Village публикует отрывок о том, как общаются между собой деревья.

Разумные растения

Мы начнем данный раздел с констатации очевидного факта: у растений нет мозга. Мы уже неоднократно повторяли это раньше, но повторяемся здесь еще раз для пущей ясности: у растений нет органа, который напоминал бы головной мозг в привычном нам виде.

У человека именно мозг является вместилищем разума, и недаром мы используем определения «мозговитый» или «безмозглый» для описания людей, обладающих или не обладающих интеллектуальными способностями. Как и большинство животных, за которыми мы признаем право на мыслительные способности, мы обладаем этим удивительным органом, устройство и функционирование которого мы все еще продолжаем изучать и без которого не представляем себе мышления (во всяком случае, среди представителей царства животных). Теперь поставим перед собой первый вопрос: действительно ли мозг — то самое уникальное место, где «производится» разум? Разумен ли мозг без тела, или, наоборот, он представляет собой лишь группу клеток без каких-либо специфических характеристик? Можно ли найти в нем какие-то следы разума? Очевидно, что ответ на эти вопросы отрицательный. Головной мозг самых великих гениев человечества не более разумен, чем их желудок. Это не какой-то волшебный орган, и он, безусловно, ничего не может создавать самостоятельно. Для любого разумного ответа нужна информация, поступающая из остальных частей тела.

Так вот, у растений сознание и функционирование не разделены, а присутствуют в каждой клетке: это реальный, живой пример того, что специалисты в области искусственного интеллекта называют «материализованным агентом», т. е. разумным агентом, взаимодействующим с миром посредством собственного физического тела.

В результате эволюции растения получили модульную структуру, при которой функции не сосредоточены в специализированных органах, а распределены по всему организму. Этот важнейший стратегический выбор, как мы видели, позволяет растениям терять даже значительные фрагменты тела без риска для жизни. Поэтому у растений нет легких, печени, желудка, поджелудочной железы или почек. Но они могут осуществлять все функции, которые эти органы выполняют у животных. Так почему же отсутствие мозга должно помешать им быть разумными?

Что делают корни

Давайте поговорим о корнях — о той расти растения, с которой Дарвин связывал способность растений принимать решения и осуществлять движения. Крайняя точка, верхушка корня, отвечает за движения растения под землей и за анализ почвы на наличие воды, кислорода и питательных веществ. Конечно, можно предположить, что рост корня является автоматическим и направляется такими простыми инструкциями, как «найти воду» или «расти вниз». В таком случае функция корней проста: найти воду и развиваться в этом направлении или расти вниз под действием силы гравитации. Но в реальности функция корней намного сложнее. У них множество задач и множество нужд; при продвижении в почве верхушки корней проводят сложный «анализ местности».

Кислород, минеральные соли, вода и питательные вещества обычно находятся в разных участках почвы, иногда достаточно далеко друг от друга. Поэтому корни вынуждены постоянно делать серьезный выбор: расти вправо и достичь столь необходимого растению фосфора или расти влево в поисках всегда недостающего азота? Расти вниз в поисках воды или вверх, где больше воздуха для дыхания? Как совместить решение столь разных задач? Кроме того, не забываем, что корням постоянно приходится огибать различные препятствия, а также ускользать или защищаться от врагов (других растений или паразитов). И это еще не все, поскольку местные нужды конкретного корня необходимо сопоставлять с общими нуждами всего растения в целом, а они могут не совпадать. Так много переменных, и все они столь существенны для выживания! Как растению удается удерживать корни от роста в одном и том же направлении, например, в поисках воды? Автоматический контроль роста корней представлял бы реальную опасность. Чтобы понять ситуацию, нужно сначала понять устройство и функцию этой замечательной части корня, называемой верхушкой.

Размер этой части корня разный у разных видов — от нескольких десятых миллиметра (например, у Arabidopsis thaliana) до нескольких миллиметров (например, у кукурузы). Эта жизненно важная часть корня обычно имеет белый цвет и обладает самой высокой чувствительностью. Кроме того, это область интенсивной электрической активности, основанной на потенциале действия — электрическом сигнале, напоминающем сигналы в нейронах головного мозга животных. Каждое растение имеет миллионы верхушек корней: корневая система даже очень маленького растения может иметь свыше 15 миллионов!

Верхушка каждого корня постоянно регистрирует множество параметров, таких как сила тяжести, температура, влажность, сила электрического поля, освещенность, давление, химические градиенты, наличие токсичных веществ (ядов, тяжелых металлов), звуковые волны, наличие или отсутствие кислорода и углекислого газа. Этот длинный список далеко не полный: ученые постоянно добавляют в него все новые и новые параметры. Верхушка корня в непрерывном режиме регистрирует эти параметры и направляет движение корня в соответствии с расчетами, учитывающими локальные и общие нужды растения. Никакой автоматический ответ не может удовлетворять таким запросам. На самом деле верхушка каждого корня представляет собой истинный «центр обработки данных» и действует не в одиночку, а в тесной связи с миллионами других корней, образующих корневую систему каждого растения.

Каждое растение — живой интернет

До сих пор мы обсуждали функционирование верхушки каждого корня в отдельности, но даже такие небольшие растения, как рожь или овес, могут иметь десятки миллионов верхушек, тогда как у дерева их может насчитываться несколько сотен миллионов (хотя никто их специально не подсчитывал). Как все эти корни действуют сообща? Верхушки корней одного растения нужно рассматривать не как изолированные функциональные центры, но как совместно действующие составляющие единой сети.

Чтобы понять, о чем идет речь, представьте себе интернет — самую обширную и мощную коммуникационную сеть, когда-либо созданную человеком. В последние десятилетия для выполнения сложных расчетов применяются главным образом два подхода (которые имеют непосредственное отношение к теме нашего рассказа). С одной стороны, создаются все более и более мощные суперкомпьютеры, способные выполнять невероятное количество вычислений за очень короткие промежутки времени (компьютер Sequoia марки IBM, выпущенный в 2012 году, за час может осуществить такое количество вычислений, которое 6,7 миллиарда человек, работая на простых калькуляторах по 24 часа в сутки, выполнили бы за 320 лет).

С другой стороны, для той же цели используется гигантский вычислительный потенциал целой сети компьютеров, такой как интернет. Эти две противоположные стратегии напоминают две стратегии, выбранные эволюцией для повышения эффективности принятия решений живыми организмами. С одной стороны, все более крупный и эффективно работающий индивидуальный мозг (в данном случае аналог суперкомпьютера — человек), с другой стороны, распределенный разум, такой, как мы видим в сообществах насекомых или у растений.

Скорость вычислений, осуществляемых суперкомпьютером в единицу времени, превышает и всегда будет превышать скорость вычислений компьютерной сети, однако нельзя не учитывать и недооценивать такой важный фактор, как надежность, которую обеспечивает компьютерная сеть. Первая версия интернета (Arpanet) была разработана агентством DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) при Министерстве обороны США с целью противостояния масштабным ядерным ударам. Даже если бы большинство компьютеров, составлявших сеть, было уничтожено (так ставилась задача), модульная структура сети обеспечивала ее функционирование и продолжение передачи данных.

Вам это ничего не напоминает? Такую же стратегию избрали растения: миллионы верхушек корней работают в единой сети, так что повреждение или удаление даже значительной части растения не нарушает работу сети в целом. Сама по себе одна верхушка корня не может эффективно осуществлять вычисления, но все верхушки корней вместе способны на удивительные подвиги — как муравей, который в одиночку не может выработать никакой стратегии, но совместно с другими муравьями создает одно из самых сложных и структурированных природных сообществ.

Как же корни сообщаются и сотрудничают друг с другом? Пока мы точно не знаем, но последние исследования позволяют сформулировать несколько интересных гипотез. Корневая система, прежде всего, представляет собой физическую структуру, внутри которой корни соединены между собой анатомическим образом. Однако эта связь, по-видимому, не является главной. На самом деле сигналы, связывающие между собой корни растений, скорее всего, проходят не внутри растения. Как это возможно?

Вернемся к аналогии с муравьями и попытаемся представить себе верхушки корней как колонию насекомых: муравьи вообще не связаны между собой физическим образом, но при этом действуют согласованно, общаясь посредством химических сигналов. Может быть, корни действуют таким же путем? Растения, безусловно, мастерски используют искусство синтеза химических молекул всех видов и для всех целей. Так что, вполне возможно, что их подземные части, как и надземные, используют для общения химические сигналы.

Однако это пока лишь гипотеза, и поэтому следует рассмотреть и другие возможности. Например, верхушки корней могут быть чрезвычайно чувствительны к изменению электромагнитных полей, в том числе производимому соседними верхушками, и могут действовать в соответствии с получаемыми сигналами. Кроме того, они умеют воспринимать звуковые волны, испускаемые другими корнями по мере роста. Как показали недавние исследования, растущие корни издают звуки («клики»), которые слышат соседние корни. И это может быть весьма удобной системой коммуникаций: как мы видели, растения, по-видимому, производят эти звуки непреднамеренно, а в процессе расщепления клеточных стенок по мере роста. В таком случае этот звук является проявлением так называемого принципа парсимонии — данный сигнал достигает цели, но при этом не стоит растению дополнительных усилий или энергетических затрат.


Обложка: Издательство «Бомбора»

Share
5
скопировать ссылку

Читайте также:

«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда Йонга
Книга недели
«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда ЙонгаПочему алкоголь и йогурт влияют на течение депрессии и как работает ось «кишечник — мозг»
«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда Йонга
Книга недели

«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда Йонга Почему алкоголь и йогурт влияют на течение депрессии и как работает ось «кишечник — мозг»

«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильно
Книга недели
«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильноДиетолог рассказывает о том, как забыть о подсчете калорий и диетах
«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильно
Книга недели

«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильно Диетолог рассказывает о том, как забыть о подсчете калорий и диетах

«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать?
Книга недели
«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать?Медик развенчивает маркетинговые мифы и заблуждения
«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать?
Книга недели

«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать? Медик развенчивает маркетинговые мифы и заблуждения

«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердце
Книга недели
«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердцеИстория спасения шестимесячной девочки
«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердце
Книга недели

«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердце История спасения шестимесячной девочки

«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда Йонга
Книга недели
«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда ЙонгаПочему алкоголь и йогурт влияют на течение депрессии и как работает ось «кишечник — мозг»
«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда Йонга
Книга недели

«Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле» Эда Йонга Почему алкоголь и йогурт влияют на течение депрессии и как работает ось «кишечник — мозг»

«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильно
Книга недели
«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильноДиетолог рассказывает о том, как забыть о подсчете калорий и диетах
«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильно
Книга недели

«Ближе к телу»: Как начать питаться действительно правильно Диетолог рассказывает о том, как забыть о подсчете калорий и диетах

«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать?
Книга недели
«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать?Медик развенчивает маркетинговые мифы и заблуждения
«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать?
Книга недели

«Если бы наши тела могли говорить»: Можно ли научиться меньше спать? Медик развенчивает маркетинговые мифы и заблуждения

«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердце
Книга недели
«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердцеИстория спасения шестимесячной девочки
«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердце
Книга недели

«Хрупкие жизни»: Как проходит операция на сердце История спасения шестимесячной девочки

Комментарии

5 комментариев
Показать все

«О чем думают растения»: Как деревья общаются между собой

зайдите в коммьюнити наше и увидите

Тэги

Сюжет

Прочее

Новое и лучшее

Первый магазин & Other Stories в «Метрополисе»

Не переедать

Сергей Собянин: «Мы в Москве делаем всё что хотим»

Пруд-челлендж: «Как я объехала все пруды Москвы на велосипеде»

«Третье место»: Как будет устроено общественное пространство в особняке Лопухиных-Нарышкиных в Петербурге

Первая полоса

Первый магазин & Other Stories в «Метрополисе»
Новое место
Первый магазин & Other Stories в «Метрополисе»
Первый магазин & Other Stories в «Метрополисе»
Новое место

Первый магазин & Other Stories в «Метрополисе»

Не переедать
Хорошая привычка
Не переедатьЧтобы сохранить здоровье
Не переедать
Хорошая привычка

Не переедать Чтобы сохранить здоровье

Сергей Собянин: «Мы в Москве делаем всё что хотим»
Интервью
Сергей Собянин: «Мы в Москве делаем всё что хотим» Интервью 2013 года о платных парковках, давках в метро, спальных районах и митингах
Сергей Собянин: «Мы в Москве делаем всё что хотим»
Интервью

Сергей Собянин: «Мы в Москве делаем всё что хотим» Интервью 2013 года о платных парковках, давках в метро, спальных районах и митингах

Пруд-челлендж: «Как я объехала все пруды Москвы на велосипеде»
Личный опыт
Пруд-челлендж: «Как я объехала все пруды Москвы на велосипеде»Запятая, Шоколадка и Жужа
Пруд-челлендж: «Как я объехала все пруды Москвы на велосипеде»
Личный опыт

Пруд-челлендж: «Как я объехала все пруды Москвы на велосипеде» Запятая, Шоколадка и Жужа

«Третье место»: Как будет устроено общественное пространство в особняке Лопухиных-Нарышкиных в Петербурге
Общественные пространства
«Третье место»: Как будет устроено общественное пространство в особняке Лопухиных-Нарышкиных в Петербурге
«Третье место»: Как будет устроено общественное пространство в особняке Лопухиных-Нарышкиных в Петербурге
Общественные пространства

«Третье место»: Как будет устроено общественное пространство в особняке Лопухиных-Нарышкиных в Петербурге

Что гостиницы предлагают горожанам во время пандемии
Менеджмент
Что гостиницы предлагают горожанам во время пандемииНомера для работы на удаленке и усиленная дезинфекция
Что гостиницы предлагают горожанам во время пандемии
Менеджмент

Что гостиницы предлагают горожанам во время пандемии Номера для работы на удаленке и усиленная дезинфекция

«Медиазона»-69: Как на самом деле проходил суд над «чикагской семеркой»
Кино
«Медиазона»-69: Как на самом деле проходил суд над «чикагской семеркой»
«Медиазона»-69: Как на самом деле проходил суд над «чикагской семеркой»
Кино

«Медиазона»-69: Как на самом деле проходил суд над «чикагской семеркой»

Не дороже 500 рублей: Где есть бюджетные блюда с крабом в Москве
Гид The Village
Не дороже 500 рублей: Где есть бюджетные блюда с крабом в Москве
Не дороже 500 рублей: Где есть бюджетные блюда с крабом в Москве
Гид The Village

Не дороже 500 рублей: Где есть бюджетные блюда с крабом в Москве

Опенспейс министров: Как изменилась работа чиновников после переезда в «Сити»
Ситуация
Опенспейс министров: Как изменилась работа чиновников после переезда в «Сити»Лучшие места у начальников и борьба за диваны
Опенспейс министров: Как изменилась работа чиновников после переезда в «Сити»
Ситуация

Опенспейс министров: Как изменилась работа чиновников после переезда в «Сити» Лучшие места у начальников и борьба за диваны

Как делают шоколад Mojo Cacao
Сделано в Москве
Как делают шоколад Mojo CacaoБез молока, сахара и даже заявленного в названии печенья
Как делают шоколад Mojo Cacao
Сделано в Москве

Как делают шоколад Mojo Cacao Без молока, сахара и даже заявленного в названии печенья

У COS появился онлайн-магазин. Что заказывать первым делом
Гид The Village
У COS появился онлайн-магазин. Что заказывать первым делом
У COS появился онлайн-магазин. Что заказывать первым делом
Гид The Village

У COS появился онлайн-магазин. Что заказывать первым делом

Как купить счастье: 5 простых советов
Проще простого
Как купить счастье: 5 простых советовНа что ученые рекомендуют тратить деньги, чтобы стать счастливее
Как купить счастье: 5 простых советов
Проще простого

Как купить счастье: 5 простых советов На что ученые рекомендуют тратить деньги, чтобы стать счастливее

Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике
Гид The Village
Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике
Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике
Гид The Village

Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике

Могильный камень преткновения
Истории
Могильный камень преткновения Как РКН судится с автором «Википедии Обнинска» за публикацию персональных данных
Могильный камень преткновения
Истории

Могильный камень преткновения Как РКН судится с автором «Википедии Обнинска» за публикацию персональных данных

Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней
Гид The Village
Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней
Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней
Гид The Village

Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней

Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесос
Промо
Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесосИ почему он может больше, чем вы думаете
Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесос
Спецпроекты
Промо

Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесос И почему он может больше, чем вы думаете

Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки
Новое в Петербурге
Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки
Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки
Новое в Петербурге

Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки

«Я выбрал работу с меньшими доходами»
Работа
«Я выбрал работу с меньшими доходами»Люди, которые потеряли в деньгах и не жалеют об этом
«Я выбрал работу с меньшими доходами»
Работа

«Я выбрал работу с меньшими доходами» Люди, которые потеряли в деньгах и не жалеют об этом

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена
Музыка

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сценаИ почему эксперимент невозможно повторить

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена
Музыка

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена И почему эксперимент невозможно повторить

Откуда берутся привычки
Книга недели
Откуда берутся привычкиИ почему начать курить проще, чем начать бегать
Откуда берутся привычки
Книга недели

Откуда берутся привычки И почему начать курить проще, чем начать бегать

Подпишитесь на рассылку