Как общаются существа, у которых нет мозга и вообще нервной системы?

Вокруг светаНаука

Природная связь

Растения предупреждают друг друга об опасности, а бактерии принимают совместные решения. Песни управляют эволюцией птиц, а пчелы понимают указания робота. Как общаются существа, у которых нет мозга и вообще нервной системы и какие способы коммуникации используют более высокоразвитые животные?

Текст: Иван Стрельцов

Даже одноклеточные организмы могут общаться. Так, бактерии умеют делиться друг с другом полезными генами. Для этого у них есть плазмиды – своего рода генетические бандероли. Это маленькие кольцевые молекулы ДНК, путешествующие от одной клетки к другой. Но обычно бактерии не склонны поглощать первую попавшуюся ДНК: мало ли что это может быть, вдруг смертоносный вирус-бактериофаг? Поэтому прежде чем рассылать плазмиды, клетка-отправитель выделяет в среду особые сигнальные вещества. Достигая мембран других бактериальных клеток, эти послания делают их готовыми к приему чужой ДНК. Благодаря обмену генами бактерии так быстро приобретают устойчивость к антибиотикам, что это становится серьезной проблемой для медицины.

Это далеко не единственный случай, когда бактериям требуется коммуницировать с себе подобными. Некоторые умеют производить антибиотики, безвредные для них самих, но подавляющие рост микробов-конкурентов. Однако одной или нескольким клеткам нет смысла тратить на это энергию: концентрация антибиотика будет слишком мала. Приступать к истреблению конкурентов можно, только имея вокруг «единомышленников». Бактерии умеют производить куда менее дорогостоящее, чем антибиотик, сигнальное вещество. Когда его концентрация превышает определенный порог, бактерии «понимают», что их тут много, и дружно начинают вырабатывать антибиотик.

Химическая сигнализация, сообщающая «нас хватает для общего дела», называется чувством кворума. Им обладают разные бактерии. Например, у некоторых светящихся головоногих свет испускают симбиотические бактерии, живущие в специальных органах на коже животного – фотофорах. Но свечение одной или нескольких клеток слишком слабо, чтобы кто-либо мог его увидеть. Поэтому бактерии сначала наращивают свою численность, а потом «включают иллюминацию».

Растения выделяют сигнальные вещества, привлекающие естественных врагов их вредителей

Жертва ради будущего

Бактерии из группы миксококков умеют сообщать друг другу, что хорошие времена закончились и наступают плохие. Пока пищи достаточно, каждый миксококк ведет себя как обычная одноклеточная бактерия. Но при нехватке пищи какая-нибудь клетка первой начинает выделять особые сигнальные вещества. Бактерии, получившие послание, начинают двигаться в сторону отправителя, одновременно выделяя то же вещество. В итоге множество клеток собирается в одном месте, образуя холмик. Его верхняя часть постепенно формирует почти правильный шар. Часть клеток внутри шара превращается в споры, устойчивые к нагреву, высыханию и прочим превратностям судьбы. Прочие клетки отмирают, а споры разносятся ветром и, попав в благоприятную среду, дают начало новым миксококкам.

Похожий механизм есть и у миксомицетов. Это тоже одноклеточные, но не бактерии, а эукариоты – организмы со сложными клетками, имеющими ядро. Человек тоже относится к эукариотам, и он более близкий родственник миксомицетам, чем бактерии.

То есть эволюция изобретала этот механизм сотрудничества несколько раз в разных ветвях древа жизни.

Механическая пчела, подселенная в улей, доказала, что насекомые используют для коммуникации «язык танца»

Тревожная кнопка

Химические сигналы – самый древний и универсальный канал связи. Видимо, эволюция нащупала его задолго до появления многоклеточных организмов. В конце концов, многоклеточные не могли возникнуть в одночасье. Они наверняка произошли от колоний тесно сотрудничающих одноклеточных, а чтобы сотрудничать, нужно общаться. Поэтому и по сей день клетки нашего сложного тела обмениваются многочисленными сигнальными молекулами.

Но и между собой многоклеточные существа зачастую общаются с помощью «химии». Когда собака метит дерево, это сигнал для сородичей. Он может означать, что пес претендует на эту территорию или ищет полового партнера.

Иногда даже трудно понять, где послание другим частям собственного организма, а где – собратьям по виду или представителям других видов. Так, многие растения при нападении на них вредителей – скажем, гусениц или тли – выделяют в воздух целый букет летучих веществ. Это сигнал активизировать защиту: напитаться ядовитыми или отпугивающими веществами, увеличить жесткость побегов и так далее. Эти сообщения воспринимаются как другими растениями того же вида, так и еще не пострадавшими частями обгрызаемого растения. Мало того, те же вещества могут привлекать насекомых – естественных врагов вредителей. Например, бобы при нападении тли выделяют «парфюм», который не только извещает соседние растения об опасности, но и привлекает наездников Aphidius ervi. Правда, в данном случае скорее можно говорить не о том, что растения посылают сообщения насекомым, а о том, что насекомые научились считывать сигналы растений. Ведь наездники не поедают тлю, а откладывают яйца в их тела. И пока личинки наездника сожрут тлю изнутри, та успеет нанести растению немалый ущерб. Но вот у табака есть специальный набор веществ, выделяющийся

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Золотые фотографии Золотые фотографии

В 1880 году Русское географическое общество получило уникальный дар...

Вокруг света
Поэт Владимир Алейников — о Леониде Губанове и 1970-х: Наша эпоха была орфической Поэт Владимир Алейников — о Леониде Губанове и 1970-х: Наша эпоха была орфической

Каким был Леонид Губанов — один из важнейших поэтов советского андеграунда

СНОБ
Несущая смерть Несущая смерть

Как Горгона обращала людей в камень и могло ли существовать подобное «биооружие»

Вокруг света
Смена мифа Смена мифа

Вокруг праздника победы сложилось не меньше мифов, чем вокруг самой войны

Дилетант
На краю земли На краю земли

Столетиями маяки выдерживают натиск стихии, подавая спасительные сигналы

Вокруг света
Зачем пенсионеры ищут партнеров для сожительства и при чем тут «индекс Кэрри Брэдшоу» Зачем пенсионеры ищут партнеров для сожительства и при чем тут «индекс Кэрри Брэдшоу»

Кто такие буммейты и почему жить с соседями сегодня наиболее выгодно

Forbes
Две жизни Хеди Ламарр Две жизни Хеди Ламарр

Скандальная кинозвезда или женщина, без которой не было бы Bluetooth и Wi-Fi

Вокруг света
Опасный гипноз: как не попасть в руки к шарлатану Опасный гипноз: как не попасть в руки к шарлатану

Как выбрать мастера гипноза и кому доверить вторжение в собственную голову?

Psychologies
Селенография Селенография

Что люди знали о Луне до первого полета к спутнику Земли?

Вокруг света
Аналог полиции и прототип ФБР: история Национального детективного агентства Пинкертона Аналог полиции и прототип ФБР: история Национального детективного агентства Пинкертона

Пинкертоны: одно из первых детективных агентств

ТехИнсайдер
Премудрость букв Премудрость букв

Чтобы прочесть текст на латыни или на церковнославянском, мало знать язык

Вокруг света
Природный «паспортный контроль»: что такое линия Уоллеса и почему птицы и животные никогда ее не пересекают Природный «паспортный контроль»: что такое линия Уоллеса и почему птицы и животные никогда ее не пересекают

Линия Уоллеса: что это за явление, как ученые его обнаружили и объяснили

ТехИнсайдер
Сложные связи Сложные связи

Какими удивительными чертами могут обладать человеческие языки

Вокруг света
Сделать первый шаг к свободе Сделать первый шаг к свободе

Истории участников анонимных сообществ, помогающих избавиться от зависимостей

Psychologies
Аква инкогнита Аква инкогнита

Как вода нарушает правила жидкостей

Вокруг света
Человек, изменивший все: как Дон Гарбер превратил МЛС в турнир с доходом в $2 млрд Человек, изменивший все: как Дон Гарбер превратил МЛС в турнир с доходом в $2 млрд

Дон Гарбер и его уникальный дар видеть возможности там, где другие отчаились

Forbes
Три голоса пхали Три голоса пхали

В основе «Пхали», как и в традиционной грузинской музыке, – трехголосие

Вокруг света
В чем польза боярышника и что из него можно приготовить В чем польза боярышника и что из него можно приготовить

Боярышник: что это за ягода и чем он полезен?

РБК
«Всё сам. Всё сам» «Всё сам. Всё сам»

Ход обсуждения, а фактически — судилища, был зафиксирован Владимиром Малиным

Дилетант
Зачем нужна астрохимия? Зачем нужна астрохимия?

Чем занимается астрохимия, когда и как она выделилась в самостоятельную науку

Знание – сила
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Кто придумал Гамлета? Кто придумал Гамлета?

Гамлет, принц датский, впервые увидел свет задолго до Шекспира

Дилетант
Держаться корней Держаться корней

Людей восхищают деревья-долгожители, растущие на Земле сотни и тысячи лет

Вокруг света
Суверенные аккумуляторы: для чего «Норникель» вложил $30 млн в батарейный центр Суверенные аккумуляторы: для чего «Норникель» вложил $30 млн в батарейный центр

Насколько перспективны новые разработки «Норникеля» по аккумуляторам?

Forbes
Ненужный кубок: почему ФИФА не может выгодно продать права на клубный чемпионат мира Ненужный кубок: почему ФИФА не может выгодно продать права на клубный чемпионат мира

ФИФА так и не удалось заключить выгодный контракт на клубный чемпионат мира

Forbes
4 примера незаметной лжи, которая разрушает отношения 4 примера незаметной лжи, которая разрушает отношения

Четыре примера незаметной лжи в отношениях

Psychologies
Оптическая или цифровая: какая стабилизация лучше, и зачем она вообще нужна Оптическая или цифровая: какая стабилизация лучше, и зачем она вообще нужна

Зачем вообще нужна стабилизация изображения в смартфонах и камерах?

CHIP
Отставка Отставка

От заседания Президиума ЦК 13 и 14 октября 1964 г. осталась протокольная запись

Дилетант
«И тянутся города»: как группа из Барнаула прославилась благодаря виральному треку «И тянутся города»: как группа из Барнаула прославилась благодаря виральному треку

Как барнаульцы создали один из самых успешных рок-проектов страны?

Forbes
От Библии до Хичкока: историк — о том, что скрывают культурные коды От Библии до Хичкока: историк — о том, что скрывают культурные коды

История осознания и становления собой через взаимодействие с мировой культурой

РБК
Открыть в приложении