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

Из жизни галактик Из жизни галактик

Во Вселенной существует множество галактик, и каждая из них особенная

Наука и жизнь
С заботой друг о друге: кому сейчас нужна помощь и как ее можно оказать С заботой друг о друге: кому сейчас нужна помощь и как ее можно оказать

Делимся историями людей и организаций, которые сейчас находят способы помогать

Psychologies
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей Милиция его не искала: история «тольяттинского потрошителя», который убивал и насиловал детей

Во время убийств он испытывал «высшее наслаждение»

VOICE
Вороньи уроки Вороньи уроки

Когда кедру было 35 лет, в его кроне свила гнездо серая ворона

Наука и жизнь
Почему даже домашние кошки охотятся на диких животных и играют с полумертвой добычей? Почему даже домашние кошки охотятся на диких животных и играют с полумертвой добычей?

Почему домашние кошки, оказавшись за порогом, превращаются в свирепого хищника?

ТехИнсайдер
Калужский Фёдор — друг Шамиля Калужский Фёдор — друг Шамиля

3 марта исполняется 160 лет знаменитому Манифесту об отмене крепостного права

Дилетант
В России разрешат разбирать самолеты, чтобы починить другие. Станет ли опаснее летать? В России разрешат разбирать самолеты, чтобы починить другие. Станет ли опаснее летать?

Российские авиакомпании начали разбирать самолеты на запчасти

Maxim
Золото Колчака: недостающее звено Золото Колчака: недостающее звено

Судьба золота Колчака оставалась до недавнего времени одной из загадок истории

Дилетант
Слова — трансгендеры: они сменили род, чтобы нам понравиться Слова — трансгендеры: они сменили род, чтобы нам понравиться

Может ли с течением времени меняться род имен существительных в нашем языке?

ТехИнсайдер
Политическое крещение Политическое крещение

Что побудило закоренелого язычника и развратника перейти в христианскую веру?

Дилетант
Каких врачей нужно посещать людям старше 30 лет и почему: рекомендации терапевта Каких врачей нужно посещать людям старше 30 лет и почему: рекомендации терапевта

Каких специалистов вам следует посетить в зависимости от вашего пола и возраста?

Psychologies
Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп

Отсеквенировали ДНК из образцов, извлеченных из древнеегипетских каноп

N+1
Палеогенетики прочитали геном «воина с грифоном» из дворца Нестора Палеогенетики прочитали геном «воина с грифоном» из дворца Нестора

Палеогенетики исследовали происхождение древних популяций

N+1
Когда (не) поздно начать Когда (не) поздно начать

У желаний нет возраста

Psychologies
«Как же это по-английски?»: почему мы так быстро забываем иностранные языки «Как же это по-английски?»: почему мы так быстро забываем иностранные языки

Случалось ли вам забывать, как пользоваться иностранным языком?

ТехИнсайдер
Есть ли толк от интервального голодания: ученые попытались разобраться, но в итоге запутались еще больше Есть ли толк от интервального голодания: ученые попытались разобраться, но в итоге запутались еще больше

В чем секрет интервального голодания?

ТехИнсайдер
Можно ли создать идеального бота: разрушаем главные заблуждения о голосовых помощниках Можно ли создать идеального бота: разрушаем главные заблуждения о голосовых помощниках

Разбираемся в мифах и реальных фактах о голосовых помощниках

ТехИнсайдер
Конец двусмысленности Конец двусмысленности

Краткая история культурных реформ — от открытия до закрытия «Гоголь-центра»

Weekend
Собрание сочинений Собрание сочинений

Светлый и изящный интерьер в стиле галерейного пространства

SALON-Interior
Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины Вы точно мечтаете об электромобиле? Ваше мнение изменится, когда мы расскажем про их шины

Как быстро изнашиваются шины у электромобиля и как дорого стоит их замена

ТехИнсайдер
Шансы выжить невелики: что будет, если человека ударит молнией Шансы выжить невелики: что будет, если человека ударит молнией

Электрические разряды редко проходят для людей без последствий

Вокруг света
Почему мы боимся одиночества и что делать, если вы одиноки? Почему мы боимся одиночества и что делать, если вы одиноки?

Почему одиночество гильотиной нависает над людьми?

Правила жизни
Правила жизни Роберта Де Ниро Правила жизни Роберта Де Ниро

Правила жизни актера Роберта Де Ниро

Правила жизни
«Цена утопии». История российской модернизации «Цена утопии». История российской модернизации

Отрывок из книги «Цена утопии» — как Россия пыталась реализовать утопию

N+1
«Красная Африка»: документальный фильм об абсурдности советской пропаганды «Красная Африка»: документальный фильм об абсурдности советской пропаганды

«Красная Африка» — как выглядела советская пропаганда, запечатленная на пленке

Forbes
Греть предметы, а не воздух: в чем особенность инфракрасных обогревателей Греть предметы, а не воздух: в чем особенность инфракрасных обогревателей

Какой обогреватель лучше — инфракрасный или конвекционный?

CHIP
Парадокс русского языка: реветь белугой или все таки белухой? Да кто это вообще и причем тут Парадокс русского языка: реветь белугой или все таки белухой? Да кто это вообще и причем тут

Почему если реветь, то белугой? Или белухой?

ТехИнсайдер
Не виноватая я: 3 главные вещи, которые запрещали женщинам в СССР Не виноватая я: 3 главные вещи, которые запрещали женщинам в СССР

Три главных запрета, которые действительно портили жизнь гражданкам СССР

Правила жизни
Шведы показали превосходство кнопок и крутилок над сенсорным управлением в автомобиле Шведы показали превосходство кнопок и крутилок над сенсорным управлением в автомобиле

Прогресс не всегда полезен: сенсорное управление в машинах оказалось неудобным

N+1
Открыть в приложении