Нервов у растений нет, во всяком случае, в том виде, в каком они есть у животных

Наука и жизньНаука

Есть ли у растений нервы?

Кирилл Стасевич

Ловушка венериной мухоловки. Внутри видны чувствительные волоски, которые дают команду закрыться. Фото: Noah Elhardt/Wikimedia Commons/ CC BY-SA 2.5

Нервов у растений нет — во всяком случае, в том виде, в каком они есть у животных. Ведь что такое нерв? Это пучок нервных клеток, или, если говорить точнее, пучок аксонов — так называют длинные отростки нервных клеток. А нужны они для того, чтобы очень быстро передавать информацию в виде электрохимических импульсов на большие расстояния — от рецепторов к мозгу, от мозга к мышцам, от одного органа к другому. Именно благодаря нервным клеткам мы мгновенно чувствуем жжение, когда касаемся чего-то горячего, и благодаря им же сразу отдёргиваем руку — нейроны передают соответствующий сигнал мышцам. Но растения ведь так себя не ведут. Мы бы сильно удивились, если бы дерево вдруг резво отскочило от огня.

Однако на свете есть растения, которые могут двигаться не по-растительному быстро. Самые известные из них — венерина мухоловка и мимоза стыдливая. Венерина мухоловка — хищное растение, питающееся мелкими беспозвоночными. Насекомое, паук или какая-нибудь мокрица заползают в ловушку из листьев, которая выглядит как зубастая пасть. Мухоловка чувствует, что в ловушку кто-то попался, и захлопывает её — на это у неё уходят десятые доли секунды. Есть и другие плотоядные растения, способные к быстрым движениям: росянка и пузырчатка.

А вот мимоза стыдливая — совсем не хищная. Она быстро сворачивает и опускает листья в ответ на прикосновение, а когда её продолжает что-то тревожить, у листа ломается черешок — если на листе была, например, гусеница, она упадёт вместе с листом. Кроме мимозы, быстро вертеть листьями может азиатский кустарник Codariocalyx motorius, который называют телеграфным, семафорным или танцующим растением. Его листья тоже достаточно быстро двигаются на своих черешках, хотя до сих пор непонятно, почему они это делают: кто-то говорит, что растение пытается таким образом поймать больше света, кто-то — что движущиеся листья имитируют крылья бабочек, чтобы настоящие бабочки не откладывали на них яйца.

Очевидно, что у венериной мухоловки, мимозы и других быстро двигающихся растений есть что-то вроде осязания: они чувствуют, когда до них дотрагиваются, и этот сенсорный сигнал быстро превращается в двигательную команду. Всё выглядит так, будто у них всё-таки есть нервы — или что-то, что выполняет их функцию.

Как бы ни выглядели растительные нервы, в главном они должны быть похожи на наши. Вспомним, как работают нейроны. Отростки нервных клеток у животных можно уподобить полым кабелям, у которых в наружных мембранных стенках есть ионные каналы — специальные белки, управляющие потоком положительных и отрицательных ионов. При электрическом импульсе ионы по обе стороны мембраны перегруппировываются благодаря ионным каналам и электрические свойства мембраны на короткое время меняются. Первоначально это происходит на небольшом участке мембраны, но те ионные каналы, которые находятся рядом, чувствуют изменения и тоже начинают открываться и закрываться. В результате изменённое состояние распространяется по всей длине нейронного отростка — электрохимический импульс «бежит» от одной клетки к другой.

Начинается всё с того, что к нейрону приходят сигналы от другого нейрона: передающий нейрон через межнейронный контакт-синапс посылает принимающему нейрону вещества-нейромедиаторы (дофамин, серотонин, ацетилхолин и др.). Нейромедиаторы действуют на ионные каналы принимающего нейрона, возбуждая в нём импульс. Или же нейрон сам по себе чувствует какой-то внешний стимул — например, физическое давление или запаховую молекулу, или что-нибудь ещё. Так ведут себя рецепторные нейроны: специальные сенсорные белки в них начинают перегруппировку ионов, потом в дело включаются другие ионные каналы.

Есть много разных белков, которые управляют потоками ионов в нейронах: они поддерживают нейрон в рабочем состоянии, запускают импульс, помогают нейрону отдохнуть после импульса и т. д. В двух словах их работу не опишешь.

Но нам это и не надо. Для нас главное, что для нервного импульса нужна мембрана с разными электрическими зарядами на наружной и внутренней стороне — или, говоря иначе, с разностью электрических потенциалов. Ещё нужно, чтобы мембранные заряды менялись и чтобы эти изменения не ограничивались крохотным участком мембраны, а быстро распространялись на более или менее далёкое расстояние, хотя бы на несколько сантиметров. И чтобы в ответ на электрохимический импульс с растением что-нибудь происходило.

Разность потенциалов на мембране есть почти у всех клеток, растительные тут не исключение. Ещё в XIX веке удалось установить, что растения этой разностью потенциалов пользуются — в них появляются электрические импульсы, которые распространяются по растительным тканям. Любопытно, что исследования здесь начались с подачи Чарльза Дарвина, который много размышлял над умением венериной мухоловки быстро захлопывать свою лиственную пасть.

Возможно, от двигающихся растений, вроде мимозы и плотоядной мухоловки, и можно было ожидать, что они используют быстрые электрические импульсы. Но оказалось, что электрохимическими сигналами пользуются и обычные растения — от некоторых водорослей до хорошо нам знакомых алоэ и томатов. Эти сигналы распространяются у них медленнее, чем у животных: если у животных скорость нейронного импульса обычно равна десяткам метров в секунду, то у растений электрохимический сигнал «бежит» в среднем не быстрее нескольких сантиметров в секунду (хотя венерина мухоловка отличилась и тут — у неё сигнал в ловушке распространяется со скоростью 10 м/c). Некоторые из таких сигналов по физиологическим свойствам очень похожи на импульсы животных. Другие виды сигналов присущи только растениям, у животных аналогов им нет.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Кристина Асмус: «Я суперзакрытый человек» Кристина Асмус: «Я суперзакрытый человек»

Кристина Асмус — о материнстве и желтых сплетнях

Лиза
Два гетмана Два гетмана

Из всех гетманов Войска Запорожского выделяются Богдан Хмельницкий и Иван Мазепа

Дилетант
Маньяк, который продолжил убивать в тюрьме: история «архангельского Чикатило» Сергея Шипилова Маньяк, который продолжил убивать в тюрьме: история «архангельского Чикатило» Сергея Шипилова

«Я — архангельский Чикатило», — обычно говорит он с гордой улыбкой

VOICE
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
Только не сейчас Только не сейчас

Что делать, если зубная боль настигла в разгар отпуска

Лиза
«Король-солнце»: блеск и затмение абсолютизма «Король-солнце»: блеск и затмение абсолютизма

Людовик XIV превратил Францию в супердержаву, но страна стала клониться к упадку

Дилетант
Барбикор: откуда взялся тренд на образы куклы Барби и почему знаменитости все чаще одеваются в розовый Барбикор: откуда взялся тренд на образы куклы Барби и почему знаменитости все чаще одеваются в розовый

Рассказываем, что стоит за трендом, который уже окрестили «барбикор»

Правила жизни
Полетим Полетим

Уже в 2030-х можно будет добраться за город на летающем такси

ТехИнсайдер
Любовные похождения Маяковского: тройничок, аборты, дети, самоубийство и та самая Лиля Брик Любовные похождения Маяковского: тройничок, аборты, дети, самоубийство и та самая Лиля Брик

Маяковский был нагл, эпатажен и груб, но в то же время был ранимым человеком

ТехИнсайдер
Каменные джунгли Каменные джунгли

Мальдивцы стараются спасти свои леса от глобального потепления, сажая кораллы

Вокруг света
Малазийские исследователи смоделировали внешность «пенангской женщины» Малазийские исследователи смоделировали внешность «пенангской женщины»

Как ученые восстанавливают лица древних людей?

N+1
Формируем полезные привычки: 3 лайфхака Формируем полезные привычки: 3 лайфхака

Как без лишних усилий развить и закрепить желаемое поведение

Psychologies
Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта

После приступов подагры временно повышается риск инфаркта миокарда и инсульта

N+1
Миф или правда: смартфоны с мощным процессором быстрее садятся? Миф или правда: смартфоны с мощным процессором быстрее садятся?

Процессоры для смартфонов — производительность за энергопотребление?

CHIP
Феномен незавершенных действий: что такое эффект Зейгарник и как довести все до конца Феномен незавершенных действий: что такое эффект Зейгарник и как довести все до конца

Мысли о незавершенных делах способны повысить тревожность

Forbes
Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи

Почему самцов и самок не всегда бывает поровну

СНОБ
Как жара влияет на организм Как жара влияет на организм

Врач объяснил, что происходит с нашим телом под воздействием высокой температуры

Psychologies
Принцесса и драконы: 7 теорий заговора вокруг гибели Дианы Спенсер Принцесса и драконы: 7 теорий заговора вокруг гибели Дианы Спенсер

За 25 лет после гибели Дианы возникло много конспирологических теорий ее кончины

Правила жизни
«Пришло то самое время, когда надо поверить в себя» «Пришло то самое время, когда надо поверить в себя»

Маша Шейх получила широкую известность благодаря своей работе в группе #2Маши

OK!
Что значит смерть Михаила Горбачева для россиян: комментарий психолога Что значит смерть Михаила Горбачева для россиян: комментарий психолога

Смерть Михаила Горбачева — новая перестройка, но уже в сознании?

Psychologies
Тюленихи Уэдделла пожертвовали способностью нырять ради снабжения детенышей железом Тюленихи Уэдделла пожертвовали способностью нырять ради снабжения детенышей железом

Ежедневно тюленихи с молоком передают детенышам 309–614 миллиграммов железа

N+1
Было навсегда, пока не кончилось: как равенство и инклюзия меняют продукты и компании Было навсегда, пока не кончилось: как равенство и инклюзия меняют продукты и компании

Как крупные компании изменились из-за политики DEI

Forbes
Темная и светлая триады личности: как наука объясняет доброе и злое начала в человеке Темная и светлая триады личности: как наука объясняет доброе и злое начала в человеке

Почему одних людей мы называем «добрыми», а других скорее считаем «злыми»?

Forbes
Зачем России понадобилась отдельная сборная молодых звезд хоккея? Зачем России понадобилась отдельная сборная молодых звезд хоккея?

У российского спорта есть только два союзника

Maxim
«Дом Дракона»: каким получился долгожданный приквел «Игры престолов» «Дом Дракона»: каким получился долгожданный приквел «Игры престолов»

Каким получился один из самых ожидаемых проектов года, «Дом Дракона»

Forbes
«Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы «Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы

Погружаемся в пучину промышленной революции в Великобритании

Правила жизни
«Стоп-механизмы» успеха: что их запускает? «Стоп-механизмы» успеха: что их запускает?

Что мешает нам добиваться целей?

Psychologies
Краткая история телерекламы в СССР в забавных примерах Краткая история телерекламы в СССР в забавных примерах

Советские власти считали, что реклама — тлен

Maxim
Светочувствительные метки сделали бумажную книгу интерактивной Светочувствительные метки сделали бумажную книгу интерактивной

Интерактивная книга, которая максимально приближена к обычной бумажной книге

N+1
Открыть в приложении