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

Бозон Хиггса — 10 лет спустя Бозон Хиггса — 10 лет спустя

Бозон Хиггса может стать ключом к решению некоторых основных проблем в физике

Наука и жизнь
Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая Непотопляемая: история Вайолетт Джесcоп, выжившей в трех кораблекрушениях, включая

Реальная жизнь Вайолетт Джесcоп была покруче любого сценария

VOICE
Вороньи уроки Вороньи уроки

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

Наука и жизнь
Как развивались партнерские роды в России? Об опыте присутствия мужчин при родах — в фрагменте книги Как развивались партнерские роды в России? Об опыте присутствия мужчин при родах — в фрагменте книги

Глава из книги «Человек рождающий» — как мужчины перестали закрываться от родов

Правила жизни
«Уэбб»: получены первые снимки «Уэбб»: получены первые снимки

Первые глубокие и чёткие снимки «Уэбба»

Наука и жизнь
Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины

Интимные проблемы половых хромосом

СНОБ
Глаза земли Глаза земли

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» принимает вахту у «Хаббла»

Вокруг света
Вместо чая с печеньками. 5 вариантов правильных вечерних перекусов Вместо чая с печеньками. 5 вариантов правильных вечерних перекусов

Чтобы питание способствовало стройности, перекусывать можно и нужно

Лиза
Остановись, мгновенье Остановись, мгновенье

Спустя 2500 лет атлет остается одним из самых мощных образов в истории искусства

Вокруг света
6 Изобретений Золотого века, которые изменили мир 6 Изобретений Золотого века, которые изменили мир

Без этих изобретений Золотого века наш мир был бы совсем другим

ТехИнсайдер
Грибные темы Грибные темы

Используют ли грибы иначе, кроме как в пищу? Разберемся вместе с микологами

Вокруг света
«Сила женщины в ее слабости»: почему важно быть разной «Сила женщины в ее слабости»: почему важно быть разной

Чередование противоположностей поможет женщинам стать полноценными личностями

Psychologies
10 красивых фотофейков, в которые все поверили 10 красивых фотофейков, в которые все поверили

Самые красивые и впечатляющие вирусные фото, которые оказались подделкой

Maxim
Как подключить ноутбук к монитору: провода необязательны Как подключить ноутбук к монитору: провода необязательны

Как легко подключить лэптоп к обычному монитору?

CHIP
Защита от остеопороза Защита от остеопороза

Остеопороз – сложное и серьезное заболевание. Как его предотвратить?

Лиза
Их сгубила Черная Луна: почему ушли из жизни знаменитости из Их сгубила Черная Луна: почему ушли из жизни знаменитости из

Почему творческие личности покидают мир именно в возрасте 27 лет?

VOICE
Просто уходило лето Просто уходило лето

Как вернуть силы и восстановиться после отпуска?

Лиза
«Советская Атлантида»: как сохраняют память об ушедших под воду городах «Советская Атлантида»: как сохраняют память об ушедших под воду городах

Как потомки жителей затопленных городов и деревень восстанавливают память о них

Forbes
Что случилось с фильмами, в которых главные актеры умирали посреди съемок Что случилось с фильмами, в которых главные актеры умирали посреди съемок

Как выкручивались студии, когда оставались без основного героя

Maxim
Что запускать и где взять деньги: венчурный гид по Латинской Америке Что запускать и где взять деньги: венчурный гид по Латинской Америке

Как устроен венчурный рынок в Латинской Америке

Forbes
5 продуктов, которые можно есть перед сном, если вы хотите похудеть 5 продуктов, которые можно есть перед сном, если вы хотите похудеть

Чтобы сбросить лишний вес, есть на ночь не только можно, но и нужно!

ТехИнсайдер
«Человек не имеет значения ни для кого, кроме самого себя» «Человек не имеет значения ни для кого, кроме самого себя»

Говард Лавкрафт о том, что по-настоящему ужасно

Weekend
«В офисе «степлеры летают»: чем буллинг на рабочем месте опасен для компаний «В офисе «степлеры летают»: чем буллинг на рабочем месте опасен для компаний

Почему представители старшего поколения чаще подвержены буллингу на работе?

Forbes
Как спланировать бюджет на месяц, чтобы сэкономить и заработать на мечту Как спланировать бюджет на месяц, чтобы сэкономить и заработать на мечту

Чтобы сэкономить на ненужных тратах и заработать больше, нужно составить бюджет

ТехИнсайдер
Храните искусство в банке: 10 корпоративных коллекций современного искусства Храните искусство в банке: 10 корпоративных коллекций современного искусства

Зачем банки покупают, коллекционируют и где выставляют произведения искусства?

Forbes
Растеряши и непоседы Растеряши и непоседы

Что такое СДВГ у детей и взрослых

Лиза
5 новых русских романов, которые стоит прочитать 5 новых русских романов, которые стоит прочитать

Книги, которые дадут цельное представление о современной российской литературе

Maxim
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
В 6000-летнем захоронении обнаружили сотни сверкающих кристаллов В 6000-летнем захоронении обнаружили сотни сверкающих кристаллов

Дюди эпохи неолита использовали кварц для украшения могил в западной Англии

ТехИнсайдер
В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro В Россию возвращаются машины из Ирана. Что нужно знать про Iran Khodro

Iran Khodro — французская техника, иранский дизайн и новый амбициозный кроссовер

РБК
Открыть в приложении