Тайная жизнь растений - Томпкинс Питер (читать книги полностью без сокращений бесплатно txt) 📗
Великий британский философ Герберт Спенсер (Herbert Spencer) всегда живо интересовался новейшими научными достижениями своего времени. Несмотря на свои 83 года, прочитав книгу Боше на последнем году жизни, он лично выразил сожаление, что не сможет включить материал книги в свой массивный труд «Принципы биологии» (Principles of Biology). Через два года самый непримиримый противник Боше профессор Валер (Waller), без всяких ссылок потихоньку вставил в свою книгу утверждение бенгальца о том, что «любая растительная протоплазма демонстрирует электромагнитную реакцию».
Вскоре Боше занялся изучением механических движений растений, желая установить, не окажутся ли они похожими на движения животных и человека. У растений нет жабр и легких, но они дышат; нет желудка, но они переваривают пишу; нет мышц, но они двигаются. Тогда логично предположить, что без сложной нервной системы они испытывают те же чувства и реагируют так же, как и животные.
Боше сделал вывод, что единственным способом распознавания «невидимых изменений в растениях» и их настроения является измерение физических параметров их реакции на так называемые «контрольные стрессы», или шок. Он писал: «Во-первых, мы должны выявить движущую силу, заставляющую растения выдавать ответный сигнал. Во-вторых, нам необходима аппаратура для автоматического превращения этих сигналов в зашифрованный код. И в заключение нужно научиться расшифровывать эти иероглифы». В одной этой фразе Боше набросал для себя примерный план исследований на последующие двадцать лет.
Сначала он занялся превращением своего оптического рычага в оптическое устройство для записи импульсов. Этот прибор состоял из пары роликов, приводимых в движение часовым механизмом. Рулон бумажной ленты, надетый на один ролик, медленно непрерывно разматываясь, наматывался на другой ролик. Устройство улавливало движения растения и с помощью оптического рычага, присоединенного к группе зеркал, отражающих луч света на бумагу, преобразовывало их в кривую. Траектория движения пятна света на бумаге дублировалась самописецем с выступающим из него чернильным стержнем. Таким образом, Боше впервые получил кривую, отражавшую на бумаге доселе невидимые глазам ученых движения органов растения.
С помощью этого инструмента Боше смог продемонстрировать сходство поведения кожи ящерицы, черепахи или лягушки и кожицы винограда, томата и других овощей и фруктов. Он обнаружил, что пищеварительные органы насекомоядных растений от щупалец росянки до ворсистого клапана растения-кувшинчика аналогичны желудку животных. Он открыл близкое сходство между реакцией на свет растения и роговицы глаза у животных. Он смог доказать, что растения, будь то сверхчувствительная мимоза или невозмутимая редиска, устают от избытка стимуляции так же, как и мышцы животных.
Работая с десмодиумом крутящимся (Desmodium gyrarts) — чьи постоянно движущиеся листья чем-то напоминают флажки семафора, за что оно и получило прозвище «телеграфное растение» — Боше установил, что яд, способный остановить непрерывную пульсацию листьев, также останавливает и сердце животного, а его противоядие может привести в чувство того и другого.
Боше продемонстрировал свойства нервной системы мимозы с симметричным расположением на черешке листа мелких листочков (являющиеся на самом деле составной частью сложного листа). На ветке листья растут группами, исходящими из одной точки. Вся листва расположена на маленьких веточках, отходящих от главного ствола дерева.
Когда Боше пропускал через ствол мимозы электрический ток или дотрагивался до него горячей проволокой, то сначала через несколько секунд поникало основание веточки, затем закрывались все листочки. Боше подключил к веточке гальванометр и зафиксировал изменение электрического потенциала между этими двумя событиями. Если же он касался горячим предметом кончика листа, то вначале на нем закрывались все маленькие листочки, а затем поникала и веточка.
Боше приписывал это явление электрическому возбуждению, которое в свою очередь вызывало механическую ответную реакцию. То же самое происходит в нервных и мышечных тканях животного: нервы посылают электрический импульс, а мышцы сокращаются в ответ. В дальнейшем Боше доказал, что растительные и животные организмы одинаково реагируют на холод, анестезию и слабый электрический ток.
Ученый смог увидеть в поведении мимозы тот же рефлекс, что заставляет нас моментально отдернуть руку от горячей плиты еще до того, как мы ощутим боль от ожога. Когда Боше притрагивался к кончику листа с двумя соседями на веточке, то сначала сверху вниз закрывались листочки на потревоженном листе, затем поникала веточка, после снизу вверх закрывались листочки на двух соседних листьях.
В случае с телеграфным растением Desmodium gyrans ученый обнаружил, что если опустить черешок оторванного листа в воду, то оно оправляется от шока и возобновляет свою пульсацию. Разве это не похоже на поведение удаленного из тела животного сердца, биение которого можно поддерживать в растворе Рингера? При падении кровяного давления биение сердца прекращается и возобновляется при повышении давления. Боше обнаружил аналогичное явление и у телеграфного растения: пульсация листьев прекращалась с понижением и возобновлялась с повышением давления сока в растении.
Индиец проводил эксперименты с теплом и холодом, чтобы найти оптимальные условия для обеспечения наилучшей двигательной реакции растений. Когда все двигательные процессы в растении затухали, оно внезапно содрогалось в резких конвульсиях, очень напоминающих предсмертные судороги у животных. Чтобы точно определить критическую температуру, при которой наступает смерть растения, он изобрел морограф, или устройство, фиксирующее смерть. Большинство растений погибало при 60 градусах Цельсия с вариациями в зависимости от возраста и индивидуальных особенностей каждого растения. Если способность растения к сопротивлению неблагоприятным условиям была подорвана усталостью или ядом, то предсмертные конвульсии могли наступить даже при 23 градусах Цельсия. В момент смерти растение выбрасывало огромное количество электрической энергии. Пятьсот горошин свежего зеленого горошка могли бы сгенерировать напряжение в пятьсот вольт — вполне достаточно, чтобы убить повара; но его спасает только то, что горошины не так часто соединяются в последовательную цепь.
Все думают, что растения обожают углекислый газ, и чем больше, тем лучше. Но Боше доказал, что чрезмерное количество углекислоты приводит к удушению растений, но их, как и животных, можно оживить с помощью кислорода. Растения, как и человек, испытывают опьянение, если им ввести джин или виски, они качаются, теряют сознание, затем постепенно приходят в себя с явными признаками похмелья. Эти и сотни других наблюдений были включены в два массивных тома, опубликованные в 1906 и 1907 годах.
Книга «Реакция растений как средство для физиологических исследований» (Plant Response as Means of Physiological Investigation) была толщиной в 781 страницу и содержала описание 315 отдельных экспериментов. Их результаты шли вразрез с одним укоренившимся стереотипом, который Боше описывал так: «По вполне правдоподобной аналогии с процессом выстрела из ружья и принципом работы двигателя внутреннего сгорания, все привыкли думать, что реакция на стимулы должна непременно иметь природу взрыва с неизбежным падением уровня энергии». Из экспериментов Боше явствовало прямо противоположное: движение и реакция, восходящий ток сока и процесс роста в растениях происходят благодаря поглощению энергии из окружающей среды. Растения способны накапливать и хранить в себе эту энергию для будущего использования.
Эта революционная идея и особенно открытие нервной системы у растений была принята ботаниками с хорошо замаскированной враждебностью. «Ботаническая газета» (Botanical Gazette) похвалила Боше за его революционные открытия, но заметила, что эта книга «не без ошибок, из-за недостаточной осведомленности автора об объектах своих исследований».
