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

Цикличность большого взрыва Цикличность большого взрыва

Каков физический механизм Большого взрыва?

Наука и жизнь
О чем на самом деле думают мужчины? Разбираемся, стоит ли это угадывать О чем на самом деле думают мужчины? Разбираемся, стоит ли это угадывать

Что ОН хотел этим сказать, о чем ОН думает, почему ОН так поступил

VOICE
Грибы-скороспелки Грибы-скороспелки

Среди грибов встречаются виды, которые быстро растут и так же быстро исчезают

Наука и жизнь
Вера Васильева: Вера Васильева:

Что меня поддерживает? Может быть, это любовь к близким?

Караван историй
Студент Эйнштейн Студент Эйнштейн

Путь Эйнштейна в науку был совсем не таким прямым и естественным

Наука и жизнь
МРТ-сканер в виде пиратской шхуны: как геймификация помогает в работе и жизни МРТ-сканер в виде пиратской шхуны: как геймификация помогает в работе и жизни

Как игры помогают добиваться целей в работе и в жизни?

Forbes
Человек «великого пронырства» Человек «великого пронырства»

Как Пётр Толстой стал искусным специальным агентом, абсолютно лишённым морали

Дилетант
Все как в космосе: ученые воспроизведут столкновение нейтронных звезд в ускорителе Все как в космосе: ученые воспроизведут столкновение нейтронных звезд в ускорителе

Эксперимент на установке BM@N для изучения столкновения нейтронных звезд

ТехИнсайдер
Боги, люди и поганки Боги, люди и поганки

Грибы занимают уникальное место не только в биосфере, но и в истории цивилизации

Вокруг света
«В моем доме вечный беспорядок»: 5 шагов на пути к организации пространства «В моем доме вечный беспорядок»: 5 шагов на пути к организации пространства

Вы наводите порядок дома, но в конце недели вас снова окружает хаос?

Psychologies
За люриком под парусами За люриком под парусами

Странные чувства теребят меня после очередной северной экспедиции

Наука и жизнь
Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа

Фразы, которые не стоит использовать в презентации стартапа

Inc.
Как выглядит и живет женщина с ногтями длиной 130 сантиметров Как выглядит и живет женщина с ногтями длиной 130 сантиметров

Диана Армстронг отращивает ноги уже 25 лет

VOICE
5 шагов, чтобы вернуть ребенка в рабочий режим после каникул 5 шагов, чтобы вернуть ребенка в рабочий режим после каникул

Как мягко подготовить ребенка к школьному распорядку дня?

Psychologies
Физики добились субпикосекундного переключения бозе-конденсата при комнатной температуре Физики добились субпикосекундного переключения бозе-конденсата при комнатной температуре

Физики добились потенциального улучшения оптоэлектронных устройств

N+1
Удивительный паразит, который делает хозяина невероятно привлекательным и сексуальным Удивительный паразит, который делает хозяина невероятно привлекательным и сексуальным

Toxoplasma gondii потенциально манипулирует внешностью своего хозяина

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

Книги, которые дадут цельное представление о современной российской литературе

Maxim
Святые с айфонами: что общего между лидерами Кремниевой долины и шаманами Святые с айфонами: что общего между лидерами Кремниевой долины и шаманами

Зачем СЕО технологических компаний практикуют молчаливые ретрит

VC.RU
Сон в палатках и кино под открытым небом: топ-7 идей для отдыха всей семьей Сон в палатках и кино под открытым небом: топ-7 идей для отдыха всей семьей

Используйте наши идеи для семейного отдыха на выходных

Караван историй
Помогите первокласснику Помогите первокласснику

Десять правил, которые помогут ребенку (и его родителям) подготовиться к учебе

Лиза
Биотехнологии в борьбе с кровососами: ученые нашли способ избавиться от комаров на даче. Теперь отдыхаем спокойно! Биотехнологии в борьбе с кровососами: ученые нашли способ избавиться от комаров на даче. Теперь отдыхаем спокойно!

Решения, которые позволяют быстро избавиться от насекомых

ТехИнсайдер
Кино как улика Кино как улика

Как одна телевизионная трилогия спасла троих невинно осужденных

Weekend
Людмила Петрановская: Про возраст, время и подснежники Людмила Петрановская: Про возраст, время и подснежники

Отрывок из книги психолога Людмилы Петрановской «Взрослые и дети. #Многобукв»

СНОБ
Сына никогда не видел, а дочь встретил однажды и потом тосковал до самой смерти: как сложилась судьба детей Маяковского Сына никогда не видел, а дочь встретил однажды и потом тосковал до самой смерти: как сложилась судьба детей Маяковского

Дети Маяковского родились и жили в разных странах

ТехИнсайдер
Дети диктатуры: как в Румынии несколько поколений обрекли на жизнь в приютах Дети диктатуры: как в Румынии несколько поколений обрекли на жизнь в приютах

Зачем диктатор Николае Чаушеску запустил систему приютов в Румынии?

Forbes
«Абонент временно недоступен»: как реагировать на звонки и сообщения от пьяных знакомых «Абонент временно недоступен»: как реагировать на звонки и сообщения от пьяных знакомых

Стоит ли вступать в «пьяные» диалоги и верить откровениям выпившего человека

Psychologies
Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки

Монро умела маскировать недостатки так, чтобы об их наличии никто не догадывался

VOICE
Обзор Keyran: программы для создания и запуска макросов Обзор Keyran: программы для создания и запуска макросов

Макросы можно использовать как в играх, так и в обычной жизни

CHIP
Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды» Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды»

Отрывок из новой семейной саги современного классика Джойс Кэрол Оутс

СНОБ
Неочевидные детали, на которые нужно обратить внимание при покупке б/у смартфона Неочевидные детали, на которые нужно обратить внимание при покупке б/у смартфона

Как купить подержанный телефон и не облажаться

Maxim
Открыть в приложении