Глава 4. Органы чувств растений. Почему нет органов чувств у растений
Чувства растений - Holistic
Распространенная в пресных водоемах водоросль хламидомонада содержит в красном пигментном пятне, называемом глазком, родопсин – то самое химическое соединение, которое преобразует свет в электрический импульс в зрительной системе человека и животных. Благодаря «глазу» хламидомонада чувствует, где света больше, и с помощью двух своих жгутиков плывет к месту с наиболее оптимальным для фотосинтеза освещением.
На конце кукурузного побега обнаружен «глаз», способный чувствовать направление света. С его помощью растение поворачивается к солнечному свету. Если кончик побега накрыть непрозрачным колпачком, растение слепнет и не может ориентироваться на солнце.
В отличие от человека растения видят не только в видимой, но и в инфракрасной области спектра.
У человека не обнаружено кожных фоторецепторов, но какая-то, в некоторых случаях значительная, достоверно-определимая, кожная рецепция все же имеет место. Просто имея такой великолепный зрительный орган – глаз, человек не нуждается в дополнительном кожном зрении. У растения же нет глаз. Их заменяют отдельные фоторецепторы поверхности его тела.
Приведу пример острого зрения у растений из собственного опыта. У меня на даче растет хмель. Как известно, это растение вьется вокруг опоры до тех пор, пока не упрется в препятствие. Встретив препятствие, хмель начинает искать пути для дальнейшего расширения своего жизненного пространства и при этом залезает в различные ниши, например, под шифер на крыше. Поблуждав в темноте, он таки находит выход к свету и устремляется туда. Однажды я был поражен: в стене комнаты на мансарде была дырка от гвоздя, и вот из нее в комнату проник росток хмеля, заблудившегося под крышей. Насколько точно нужно уметь ориентироваться по свету, чтобы сделать это!
Осязание. У некоторых растений, например у вьющихся растений и растений-хищников, это чувство развито очень сильно. Чарльз Дарвин наблюдал, как лист росянки приходил в движение под действием шелковинки весом всего 0,25мг. При этом реакция не заставляет себя ждать долго. Индийский ученый Дж. Ч. Бос, изучая реакцию на прикосновение тропической мимозы определил, что запаздывание реакции на прикосновение составляет всего около 0,1 секунды.
Огромное значение для растений имеют обоняние и вкус. Вкус необходим для поиска корнями пищи в земле, а обоняние используется для приема информации через воздушную среду.
«Корень для растения – то же, что рот для человека» - говорил Аристотель. Развитое чувство вкуса для него необходимо для того, чтобы «пробовать» почву и искать, где находятся необходимые, а где вредные вещества и направлять свой рост в наиболее выгодном направлении. Растению необходим комплекс минеральных веществ, в том числе и множество микроэлементов. При этом если недостает чего-то одного, то никакой избыток остального этого пробела не восполнит. Для решения задачи полноценного питания корни должны выделять соответствующие ферменты, а какие именно должен определить детальный анализ состава окружающей среды, осуществляемый вкусом. В одном кубическом сантиметре почвы может содержаться до 10 миллионов бактерий и до 2 километров грибковых нитей. В результате установления связей растения с окружающей его корни живой средой микрофлорой и решается проблема питания. Полезные микробы, например, азотобактерии, добывают для растения из воздуха азот, в замен получая помощь в создании для себя жилища – клубеньков; вредные – уничтожаются, а нейтральные – сами идут в пищу растения, доставляя ему необходимые белки, аминокислоты и другие нужные вещества. Точно то же происходит и в пищеварительном тракте человека, где постоянно существует около 400 видов бактерий, некоторые из которых просто жизненно необходимы.
Обоняние. Растения эффективно используют пахучие вещества для информационных связей, как между собой, так и с представителями окружающего животного мира. Более подробно об этом несколько ниже.
Слух. Многочисленные эксперименты, проведенные во многих лабораториях разных стран с полной достоверностью доказали, что растения определенным образом реагируют на звуки, в том числе на музыку. Много интересных примеров, посвященных этому можно найти в книге А.П. Дуброва «Музыка и растения». Оказалось, что растения любят музыку, причем вкусы у разных растений – разные. Многие растения сентиментальны и предпочитают индийские мелодии – их стебли просто тянутся к динамикам, испускающим такие звуки. Популярностью пользуется классика, особенно Бах и Вивальди. Из инструментов большинству растений нравится флейта. А вот поклонников рок-музыки среди растений нет: стебли отклоняются от источников звуков, ростки хиреют, листья мельчают.
Звуки любимых мелодий благотворно влияют на развитие растений, увеличивая урожай в полтора-два раза, а некоторым авторам удалось с помощью хорошо подобранной музыки достичь рекордных результатов, попавших в книгу рекордов Гиннеса. Среди них американский фермер Дан Карлсон, который вырастил гигантское растение страстоцвет пурпурный длиной 180 сантиметров (обычно это небольшое растение), тщательно подбирая музыкальный репертуар, остановившись на скрипичных произведениях и музыке, напоминающей пение птиц.
278 килограммов – столько весила дыня, которую удалось вырастить Норманну Галлагеру из американского города Коллинза. Она побила все рекорды, что были установлены в этой отрасли огородничества. Впрочем, его супруга не удивлена этим успехом. По ее словам Галлагер прямо-таки жил на грядке с дыней, разговаривал с ней и даже целовал.
Музыкальная стимуляция развития растений весьма популярна. Так, например, в США исследователь Д. Мильштейн выпустил пластинку с записями под названием «Музыка для выращивания растений», которую нужно проигрывать ежедневно по полчаса, что позволяет удвоить урожайность растений. Метод, получивший название «Озвученный цветок», проверен во многих странах, в том числе в США и Японии. Когда по этому методу выращивали томаты, то один из них достиг 4,5 метра роста, и на нем было более восьмисот плодов. Вес клубней картофеля достигал 400 грамм, а кабачок – толщины в полтора метра. При этом качество продуктов не ухудшается.
Конечно, для достижения таких рекордов используется не только музыка, но и оптимальный уход и питание.
Интенсификация развития растений с помощью музыки имеет, вообще говоря, простое объяснение. Частоты собственных колебаний ферментов – активных белков, ускоряющих биохимические процессы в клетках, соответствуют частотам музыкальных звуков. Более того, строение ферментов удивительным образом совпадает с музыкальным звукорядом. Вокруг каждой клетки растения существует сложное звуковое поле, создаваемое ферментами. Когда доктор Сусумо Оно из Национального медицинского центра США переложил ноктюрн фа минор Шопена на язык генетики, то оказалось, что трансформированное таким образом произведение воспроизводит структуру фермента. Таким образом, получается, что музыка для растения - дополнительные ферменты. Это означает, что кроме химического и электромагнитного языка клетки способны общаться и на языке звуков.
Установлено, что растения издают специфические потрескивания, реагируя на изменения окружающей среды.Итальянец Валерио Санфо создал прибор, переводящий язык растений на человеческий. Так появились слова: «тепло», «холодно», «хочу пить»…
Есть основание надеяться, что со временем человек сможет беседовать с растением. Доказательств того, что растение понимает человека достаточно. Об этом будет сказано ниже. А таким путем и человек сможет понимать растение.
Японские специалисты по электронным вычислительным машинам записали электрические колебания и импульсы, генерируемые различными растениями и цветами в Мемориальном парке на острове Окинава, ввели их в компьютер и преобразовали в звуки. На их основе местный композитор сочинил «симфонию», которая исполняется оркестром на открытой площадке парка.
Я не знаю физической природы того поля, которым передавалась информация, но приведу личный пример «голоса» ужаса растений, в данном случае деревьев.
Шло лето засушливого 1972 года. Под Москвой горели леса, болота, дым стоял в городе. Положение было угрожающее. Естественно беспокойство, с которым все следили за развитием событий. Но я не могу забыть того совершенно необычного, какого-то глубинного сильнейшего чувства тревоги, когда однажды вошел с собакой в лес в эту пору. Было абсолютно сухо. Дыма не было. Стояла какая-то жуткая тишина. Не слышно было ни одной птицы. Казалось, лес застыл в беззвучном вопле ужаса. Мне казалось, что этот вопль исходит ото всюду и, не смотря на отсутствие какой бы то ни было видимой опасности, просто не дает идти. Видимо то же испытывал и мой спутник. Собака, отличающаяся завидной смелостью, не отрывалась своим боком от моей ноги, становясь поперек пути, и всем своим поведением говорила: скорее уйдем. Этот крик леса, почувствовавшего смертельную опасность, слышало, видимо и все живое, находящееся в нем.
Коротко о других чувствах растений. Любой из нас легко может убедиться в наличии у растений чувства гравитационной ориентации. Как бы вы ни посадили в почву прорастающее семя, например, корнем вверх, ростком – вниз, через короткое время, раскопав почву вы убедитесь, что корень, изогнувшись, растет вниз, а росток – строго вверх.
Для любого растения такие параметры окружающей среды, как температура и влажность имеют жизненно-важное значение. И они обладают очень чувствительными терморецепторами и гигрометрами.
Растениям свойственны чувства боли, жажды, голода, сопереживания. Они обладают памятью. Но об этом также ниже.
Получив информацию от своих органов чувств, растение реагирует на нее своими действиями, для чего у него имеются: нервная, гормональная и локомотивная (двигательная) системы. Роль нервной системы играют проводящие пучки-волокна, по которым распространяются электрические сигнальные импульсы, подобные тем, какие распространяются в нервных клетках человека. Скорость их распространения примерно в десять – двадцать раз меньше, чем у человека. Среди гормонов растения – тургорины (от латинского слова тургор – вздутие, наполнение). Они управляют двигательными реакциями растения. Движения, которые у животных выполняются с помощью мышц, у растений – путем изменения гидростатического давления внутри клеток.
Посредством своих рецепторов-сенсоров растение получает большой объем информации об окружающей его среде и об изменениях, происходящих в ней, на основании которой может максимально приспособиться, выжить и дать потомство.
Органы чувств растения устроены совершенно иначе, чем у животного или человека, но реакция на внешние раздражители, на получаемую информацию подобна реакции животного или человека в пределах его возможностей. Они обладают своими гормонами, нервами и мускулами. Как и все живое, они страдают от голода, жажды, боли, болеют и по-своему об этом сигнализируют. Только вот мы еще не сумели в этих сигналах разобраться, кроме простейших.
В статье использованы материалы: www.zivert.ru/about/docs/trohan_book/g7.php
ЗЫ. Думаю обо всем этом, и понимаю, как я их люблю... Они всегда тянутся к свету - что может быть чище и невиннее? Помню, как в трипе общалась со своим цветком... и ощущала, как он отвечает мне любовью. Как будто я ощущала волну энергии и некоторые звуковые колебания, как рокотание. А еще, как я любила обнимать деревья... они как живые антенны. Как удивителен это мир!toxica666.livejournal.com
Глава 4. Органы чувств растений - Растения. Параллельный мир - Владимир Анатольевич Цимбал - rutlib2.com
Растения — те же животные.
Они ощущают, печалятся, радуются.
На признаки этого указывает подвижность листьев.
Растения имеют ум и знание.
Анаксогор из Клазомен (V век до н. э.)Прежде чем мы будем говорить об органах чувств растений, давайте попытаемся ответить на один «детский» вопрос. Чувствуют ли растения боль? Считается, что боль — это результат деятельности нервной системы. Как известно, сигнал о нарушении нормальной работы или сигнал о повреждении того или иного органа нашего тела передаётся по нервам в головной мозг. А наш мозг затем, определив место повреждения, даёт нам болевой сигнал. У растений нет мозга, нет нервов. Значит, и боли они чувствовать не могут? Давайте не будем торопиться с таким выводом. Ведь если мы уберём из определения боли слова «мозг» и «нервы» и будем понимать боль как реакцию организма на повреждения, реакцию, необходимую для того, чтобы определить место ранения, то мы увидим, что растения чувствуют боль. Все мы видели потёки смолы на стволах ели или сосны в тех местах, где ствол повреждён. Не надо думать, что сосна — это некий мешок со смолой из которого она вытекает в том месте, где этот мешок прокололи. Нет, смола образуется после повреждения дерева и именно в том месте, где она необходима, для того чтобы затянуть рану. Причём в залечивании раны принимает участие всё дерево, как единый организм, от кончиков корней до самого верхнего листочка. Это означает, что растение прекрасно чувствует, что оно ранено, и знает место ранения. Можно называть это чувство болью, а можно и не называть. Как кому нравится.
Подобным же образом обстоит дело и с другими чувствами растений. Если мы будем считать, что для того чтобы видеть, необходимы глаза, а для того, чтобы слышать — уши, то нам надо признать, что растения слепы и глухи. Но если мы поймём, что зрение — это лишь способность улавливать электромагнитные волны (свет), а слух — способность замечать колебания среды, а это можно делать и без глаз, и без ушей, то мы должны сделать вывод, что растения могут и видеть, и слышать.
Какие же органы чувств растений мы знаем? Сейчас установлено, что растения могут реагировать на очень многие физические, химические и биологические раздражители. Таких раздражителей известно более сорока! Помимо известных нам света, тепла, механических воздействий, влажности и силы тяжести, растения могут производить очень точный химический и биологический анализ среды. Причём и над землёй, и в земле. Механизмы работы этих органов чувств очень сложны и мало изучены. Мы с вами остановимся лишь на тех, о которых можно рассказать в небольшой научно-популярной книжке.
Начнём с того, что растения прекрасно определяют направление силы тяжести. Уже упоминалось, что ствол дерева растёт вертикально вверх, независимо от уклона поверхности земли. Полёгшая после ливня или сильного ветра пшеница уже через несколько часов вновь возвращается в нормальное вертикальное положение. Но если мы посмотрим чуть внимательнее, мы увидим, что не только ствол, но и корни, и ветви, и листья тоже занимают определённое положение относительно направления силы тяжести. Корень всегда растёт вниз, по направлению к центру Земли. Ветви и листья стараются расти в плоскости, перпендикулярной вектору силы тяжести. Так как же растение определяет, «где верх, а где низ»?
Ещё в XIX веке учёные заметили, что если удалить корневой чехлик, то есть самый кончик корня, длиной всего несколько миллиметров, то корень перестаёт расти вниз. Он полностью теряет ориентацию, и может расти в любом направлении, даже вверх. Стало понятно, что орган, определяющий направление силы тяжести находится в клетках корневого чехлика. После долгих поисков и раздумий, обратили внимание на то, что клетки эти содержат твёрдые крупинки крахмала, которые под действием тяготения скапливаются у одной из стенок клетки. Попробовали удалить эти крахмальные зёрна и увидели, что корень растения потерял способность воспринимать направление силы тяжести. Казалось, орган, ответственный за чувство равновесия у растений, найден. Более того, подобные зёрна крахмала были обнаружены и в некоторых других органах растений, например, в живых клетках коры. Изгиб же органа растения под воздействием раздражения от силы тяжести происходит благодаря уже известному нам неравномерному распределению ауксина. Но остаётся ещё очень много вопросов. Почему одно и то же положение зёрен крахмала заставляет корень расти вниз, верхушку — вверх, а ветви — горизонтально? Как определяют направление силы тяготения те органы, в клетках которых нет крахмальных зёрен, например, лист? Некоторые исследователи считают, что тут вступают в работу хлоропласты, а может быть и другие органеллы клетки. А у некоторых растений один и тот же орган вообще может менять направление роста «по своему желанию». Например, стебель мака снотворного, ориентируясь по направлению вектора силы тяжести, сначала растёт нормально вверх, от центра Земли. Но после цветения меняет направление роста на противоположное. Вот и получается, что растения не только могут определить, где верх, а где низ, но ещё и решают, какому органу, в какое время и куда нужно расти.
Пример с чувством равновесия растений довольно показателен. Мы видим, что действие силы тяжести воспринимается практически всеми органами растения. И корень, и стебли, и листья определяют направление тяготения каждый сам для себя. Но растут при этом абсолютно согласованно, образуя единый, взаимосвязанный организм.
Теперь давайте поговорим о восприятии растениями света. Вряд ли кто-то сомневается, что свет является важнейшим фактором, влияющим на рост растений. Не будем забывать, что растения, фигурально выражаясь, «питаются светом», и в процессе эволюции они должны были выработать надёжные и эффективные механизмы оценки освещённости. Конечно, скорее всего, растения не могут воспринимать зрительные образы, видеть очертания предметов. Для этого необходим мозг. Да и зачем им это? Зато чувствительность растений к световому воздействию намного превышает нашу.
К сожалению, до сих пор мы знаем далеко не всё о том, как и чем, какими органами растения воспринимают свет. Мы видим реакцию растений на освещение или на затенение. Знаем множество закономерностей, по которым растения реагируют на свет. Например, мы знаем, что долгое освещение слабым источником света даёт тот же эффект, что и сильная, но кратковременная вспышка. Мы знаем, что, освещая растение с двух противоположных сторон, мы заставим его изогнуться в сторону более сильного источника света. Но как растение видит свет, какими своими органами воспринимает его, до сих пор не известно. Мы можем выдвигать лишь более-менее правдоподобные гипотезы.
Как и в случае с чувством равновесия, растения воспринимают свет буквально всеми живыми клетками своего тела. Корни в процессе роста стараются спрятаться от света. Листья же большинства растений, наоборот, стараются расположиться так, чтобы быть максимально освещёнными. В этом им помогают и стебель, и побеги. Учёным удалось выяснить, что, скорее всего, за восприятие света в организме растений отвечают различные пигменты, находящиеся в хлоропластах растительной клетки. Наиболее известны из них хлорофилл и каротин, но на самом деле их намного больше. Каждый пигмент специализируется на своём любимом участке спектра. Какому-то больше по душе синий свет, какому-то — красный. Некоторые свет поглощают, некоторые — отражают, выполняя работу микроскопических зеркал и линз. Взаимодействие их между собой крайне сложно, каждый из них вырабатывает различные гормоны, влияющие на рост растения. Но вот что интересно: суммарный результат их деятельности оптимален для всего растения в целом. Как будто какой-то центральный орган, после бурного совещания с руководителями отделов, вырабатывает «генеральную линию», которой впоследствии все строго придерживаются.
Помимо вышесказанного, можно заметить, что растения чутко реагируют на воду, на многие химические вещества. Так, корни отвечают усиленным ростом в сторону повышения содержания в почве кислорода, углекислого газа, фосфатов. Реакция растений на химические раздражители играет особую роль в процессе размножения растений. Выяснено, что подвижные сперматозоиды некоторых растений находят направление к яйцеклетке благодаря тому, что она выделяет яблочную кислоту. Чувствительность сперматозоидов к содержанию яблочной кислоты поразительна. Ни один из созданных на сегодня человеком приборов для химического анализа не способен определять такие малые концентрации веществ. Уже упоминавшаяся хищная венерина мухоловка тут же открывает свой захлопнувшийся лист, если не чувствует присутствия в своей пленённой добыче аминокислот. Так же реагирует на вкус жертвы и другое хищное растение — росянка.
Очень ярко проявляется восприимчивость растений к химическим соединениям и в процессе борьбы за выживание. Некоторые растения вырабатывают яды, убивающие конкурентов. Так, многие виды ореха буквально поливают землю под своей кроной ядом, который действует, как гербицид. Этот же яд корни ореха выделяют в почву. Садовники знают, что под кроной ореха сорняки не растут. Травянистые зонтичные, как хорошо известные нам сныть или борщевик, выделяют вещества, не дающие прорастать семенам других растений. Именно поэтому заросли зонтичных трав очень стабильны и жизнеспособны. Другим растениям нелегко вытеснить их. Заростки папоротников синтезируют не только вещества, привлекающие мужские половые клетки своего вида, но и «дезориентирующие», сбивающие с толку сперматозоиды других видов. Всё это возможно лишь благодаря совершенству растительной «химической лаборатории».
Но, к сожалению, снова мы должны сказать, что ещё очень много неясного в том, как происходят в растительной клетке подобный химический анализ и синтез необходимых веществ.
Точно так же, как не совсем понятно каким образом растения распознают прикосновения. Считается, что ключевую роль здесь играет деформация цитоплазмы клеток. Возможно, что это так. Но этим не объяснить многие экспериментальные результаты. Вот, например, интересный факт: усик Sicyos angulatus, растения из семейства тыквенных, моментально реагирует на слабые раздражения от попадания на него микроскопических глиняных частичек или шерстяных ворсинок, массой в 3 десятимиллионных долей грамма! Но он же совершенно не «замечает» прикосновений гладкой стеклянной палочки или водяной струи. Также не обращает внимания на механические воздействия верхушечная зона роста — меристема. Такие факты приводит в своей книге «Движение у растений» Рейнхольд Вейнар. В общем, тут явно есть над чем ещё подумать.
Попробуем подвести некоторые итоги.
Во-первых, судя по всему, растения воспринимают раздражения практически всем своим телом, каждой клеткой, но каждый орган делает это по-своему. Это правило не без исключений. Например, усики многих лазающих растений воспринимают прикосновения лишь с одной стороны усика. Некоторые, как, например, горох, изгибают усик при прикосновении только к нижней стороне. Если коснуться верхней стороны — изгибания усика не происходит. Правда, это не означает, что верхняя сторона не чувствует прикосновения, ведь если трогать одновременно обе стороны, то реакция растения тоже будет нулевой.
Во-вторых, несмотря на малую изученность механизмов работы органов чувств растений, очевидно, что ответы на эти вопросы надо искать в законах функционирования живой растительной клетки.
В-третьих, хотя каждая клетка самостоятельно получает информацию о внешних факторах, она делится этой информацией с другими. Каким образом? Химическими или электрическими сигналами. Кстати, последними исследованиями установлено, что оба эти способа передачи возбуждения растения освоили. Замерены даже скорости этой передачи. Химический способ помедленнее, а вот электрические сигналы передаются от клетки к клетке в теле растения со скоростью до 50 см в секунду.
В-четвёртых, ясно, что существует механизм, определяющий степень важности и приоритет различных сигналов, поступающих от миллионов клеток и определяющий дальнейшие действия растения как целого организма.
© RuTLib.com 2015-2016
rutlib2.com
Глава 4. Органы чувств растений - Растения. Параллельный мир - Владимир Анатольевич Цимбал - Ogrik2.ru
Растения — те же животные.
Они ощущают, печалятся, радуются.
На признаки этого указывает подвижность листьев.
Растения имеют ум и знание.
Анаксогор из Клазомен (V век до н. э.)Прежде чем мы будем говорить об органах чувств растений, давайте попытаемся ответить на один «детский» вопрос. Чувствуют ли растения боль? Считается, что боль — это результат деятельности нервной системы. Как известно, сигнал о нарушении нормальной работы или сигнал о повреждении того или иного органа нашего тела передаётся по нервам в головной мозг. А наш мозг затем, определив место повреждения, даёт нам болевой сигнал. У растений нет мозга, нет нервов. Значит, и боли они чувствовать не могут? Давайте не будем торопиться с таким выводом. Ведь если мы уберём из определения боли слова «мозг» и «нервы» и будем понимать боль как реакцию организма на повреждения, реакцию, необходимую для того, чтобы определить место ранения, то мы увидим, что растения чувствуют боль. Все мы видели потёки смолы на стволах ели или сосны в тех местах, где ствол повреждён. Не надо думать, что сосна — это некий мешок со смолой из которого она вытекает в том месте, где этот мешок прокололи. Нет, смола образуется после повреждения дерева и именно в том месте, где она необходима, для того чтобы затянуть рану. Причём в залечивании раны принимает участие всё дерево, как единый организм, от кончиков корней до самого верхнего листочка. Это означает, что растение прекрасно чувствует, что оно ранено, и знает место ранения. Можно называть это чувство болью, а можно и не называть. Как кому нравится.
Подобным же образом обстоит дело и с другими чувствами растений. Если мы будем считать, что для того чтобы видеть, необходимы глаза, а для того, чтобы слышать — уши, то нам надо признать, что растения слепы и глухи. Но если мы поймём, что зрение — это лишь способность улавливать электромагнитные волны (свет), а слух — способность замечать колебания среды, а это можно делать и без глаз, и без ушей, то мы должны сделать вывод, что растения могут и видеть, и слышать.
Какие же органы чувств растений мы знаем? Сейчас установлено, что растения могут реагировать на очень многие физические, химические и биологические раздражители. Таких раздражителей известно более сорока! Помимо известных нам света, тепла, механических воздействий, влажности и силы тяжести, растения могут производить очень точный химический и биологический анализ среды. Причём и над землёй, и в земле. Механизмы работы этих органов чувств очень сложны и мало изучены. Мы с вами остановимся лишь на тех, о которых можно рассказать в небольшой научно-популярной книжке.
Начнём с того, что растения прекрасно определяют направление силы тяжести. Уже упоминалось, что ствол дерева растёт вертикально вверх, независимо от уклона поверхности земли. Полёгшая после ливня или сильного ветра пшеница уже через несколько часов вновь возвращается в нормальное вертикальное положение. Но если мы посмотрим чуть внимательнее, мы увидим, что не только ствол, но и корни, и ветви, и листья тоже занимают определённое положение относительно направления силы тяжести. Корень всегда растёт вниз, по направлению к центру Земли. Ветви и листья стараются расти в плоскости, перпендикулярной вектору силы тяжести. Так как же растение определяет, «где верх, а где низ»?
Ещё в XIX веке учёные заметили, что если удалить корневой чехлик, то есть самый кончик корня, длиной всего несколько миллиметров, то корень перестаёт расти вниз. Он полностью теряет ориентацию, и может расти в любом направлении, даже вверх. Стало понятно, что орган, определяющий направление силы тяжести находится в клетках корневого чехлика. После долгих поисков и раздумий, обратили внимание на то, что клетки эти содержат твёрдые крупинки крахмала, которые под действием тяготения скапливаются у одной из стенок клетки. Попробовали удалить эти крахмальные зёрна и увидели, что корень растения потерял способность воспринимать направление силы тяжести. Казалось, орган, ответственный за чувство равновесия у растений, найден. Более того, подобные зёрна крахмала были обнаружены и в некоторых других органах растений, например, в живых клетках коры. Изгиб же органа растения под воздействием раздражения от силы тяжести происходит благодаря уже известному нам неравномерному распределению ауксина. Но остаётся ещё очень много вопросов. Почему одно и то же положение зёрен крахмала заставляет корень расти вниз, верхушку — вверх, а ветви — горизонтально? Как определяют направление силы тяготения те органы, в клетках которых нет крахмальных зёрен, например, лист? Некоторые исследователи считают, что тут вступают в работу хлоропласты, а может быть и другие органеллы клетки. А у некоторых растений один и тот же орган вообще может менять направление роста «по своему желанию». Например, стебель мака снотворного, ориентируясь по направлению вектора силы тяжести, сначала растёт нормально вверх, от центра Земли. Но после цветения меняет направление роста на противоположное. Вот и получается, что растения не только могут определить, где верх, а где низ, но ещё и решают, какому органу, в какое время и куда нужно расти.
Пример с чувством равновесия растений довольно показателен. Мы видим, что действие силы тяжести воспринимается практически всеми органами растения. И корень, и стебли, и листья определяют направление тяготения каждый сам для себя. Но растут при этом абсолютно согласованно, образуя единый, взаимосвязанный организм.
Теперь давайте поговорим о восприятии растениями света. Вряд ли кто-то сомневается, что свет является важнейшим фактором, влияющим на рост растений. Не будем забывать, что растения, фигурально выражаясь, «питаются светом», и в процессе эволюции они должны были выработать надёжные и эффективные механизмы оценки освещённости. Конечно, скорее всего, растения не могут воспринимать зрительные образы, видеть очертания предметов. Для этого необходим мозг. Да и зачем им это? Зато чувствительность растений к световому воздействию намного превышает нашу.
К сожалению, до сих пор мы знаем далеко не всё о том, как и чем, какими органами растения воспринимают свет. Мы видим реакцию растений на освещение или на затенение. Знаем множество закономерностей, по которым растения реагируют на свет. Например, мы знаем, что долгое освещение слабым источником света даёт тот же эффект, что и сильная, но кратковременная вспышка. Мы знаем, что, освещая растение с двух противоположных сторон, мы заставим его изогнуться в сторону более сильного источника света. Но как растение видит свет, какими своими органами воспринимает его, до сих пор не известно. Мы можем выдвигать лишь более-менее правдоподобные гипотезы.
Как и в случае с чувством равновесия, растения воспринимают свет буквально всеми живыми клетками своего тела. Корни в процессе роста стараются спрятаться от света. Листья же большинства растений, наоборот, стараются расположиться так, чтобы быть максимально освещёнными. В этом им помогают и стебель, и побеги. Учёным удалось выяснить, что, скорее всего, за восприятие света в организме растений отвечают различные пигменты, находящиеся в хлоропластах растительной клетки. Наиболее известны из них хлорофилл и каротин, но на самом деле их намного больше. Каждый пигмент специализируется на своём любимом участке спектра. Какому-то больше по душе синий свет, какому-то — красный. Некоторые свет поглощают, некоторые — отражают, выполняя работу микроскопических зеркал и линз. Взаимодействие их между собой крайне сложно, каждый из них вырабатывает различные гормоны, влияющие на рост растения. Но вот что интересно: суммарный результат их деятельности оптимален для всего растения в целом. Как будто какой-то центральный орган, после бурного совещания с руководителями отделов, вырабатывает «генеральную линию», которой впоследствии все строго придерживаются.
Помимо вышесказанного, можно заметить, что растения чутко реагируют на воду, на многие химические вещества. Так, корни отвечают усиленным ростом в сторону повышения содержания в почве кислорода, углекислого газа, фосфатов. Реакция растений на химические раздражители играет особую роль в процессе размножения растений. Выяснено, что подвижные сперматозоиды некоторых растений находят направление к яйцеклетке благодаря тому, что она выделяет яблочную кислоту. Чувствительность сперматозоидов к содержанию яблочной кислоты поразительна. Ни один из созданных на сегодня человеком приборов для химического анализа не способен определять такие малые концентрации веществ. Уже упоминавшаяся хищная венерина мухоловка тут же открывает свой захлопнувшийся лист, если не чувствует присутствия в своей пленённой добыче аминокислот. Так же реагирует на вкус жертвы и другое хищное растение — росянка.
Очень ярко проявляется восприимчивость растений к химическим соединениям и в процессе борьбы за выживание. Некоторые растения вырабатывают яды, убивающие конкурентов. Так, многие виды ореха буквально поливают землю под своей кроной ядом, который действует, как гербицид. Этот же яд корни ореха выделяют в почву. Садовники знают, что под кроной ореха сорняки не растут. Травянистые зонтичные, как хорошо известные нам сныть или борщевик, выделяют вещества, не дающие прорастать семенам других растений. Именно поэтому заросли зонтичных трав очень стабильны и жизнеспособны. Другим растениям нелегко вытеснить их. Заростки папоротников синтезируют не только вещества, привлекающие мужские половые клетки своего вида, но и «дезориентирующие», сбивающие с толку сперматозоиды других видов. Всё это возможно лишь благодаря совершенству растительной «химической лаборатории».
Но, к сожалению, снова мы должны сказать, что ещё очень много неясного в том, как происходят в растительной клетке подобный химический анализ и синтез необходимых веществ.
Точно так же, как не совсем понятно каким образом растения распознают прикосновения. Считается, что ключевую роль здесь играет деформация цитоплазмы клеток. Возможно, что это так. Но этим не объяснить многие экспериментальные результаты. Вот, например, интересный факт: усик Sicyos angulatus, растения из семейства тыквенных, моментально реагирует на слабые раздражения от попадания на него микроскопических глиняных частичек или шерстяных ворсинок, массой в 3 десятимиллионных долей грамма! Но он же совершенно не «замечает» прикосновений гладкой стеклянной палочки или водяной струи. Также не обращает внимания на механические воздействия верхушечная зона роста — меристема. Такие факты приводит в своей книге «Движение у растений» Рейнхольд Вейнар. В общем, тут явно есть над чем ещё подумать.
Попробуем подвести некоторые итоги.
Во-первых, судя по всему, растения воспринимают раздражения практически всем своим телом, каждой клеткой, но каждый орган делает это по-своему. Это правило не без исключений. Например, усики многих лазающих растений воспринимают прикосновения лишь с одной стороны усика. Некоторые, как, например, горох, изгибают усик при прикосновении только к нижней стороне. Если коснуться верхней стороны — изгибания усика не происходит. Правда, это не означает, что верхняя сторона не чувствует прикосновения, ведь если трогать одновременно обе стороны, то реакция растения тоже будет нулевой.
Во-вторых, несмотря на малую изученность механизмов работы органов чувств растений, очевидно, что ответы на эти вопросы надо искать в законах функционирования живой растительной клетки.
В-третьих, хотя каждая клетка самостоятельно получает информацию о внешних факторах, она делится этой информацией с другими. Каким образом? Химическими или электрическими сигналами. Кстати, последними исследованиями установлено, что оба эти способа передачи возбуждения растения освоили. Замерены даже скорости этой передачи. Химический способ помедленнее, а вот электрические сигналы передаются от клетки к клетке в теле растения со скоростью до 50 см в секунду.
В-четвёртых, ясно, что существует механизм, определяющий степень важности и приоритет различных сигналов, поступающих от миллионов клеток и определяющий дальнейшие действия растения как целого организма.
Показать оглавление Скрыть оглавлениеogrik2.ru
Глава 4. Органы чувств растений - Растения. Параллельный мир - Владимир Анатольевич Цимбал - rutlib5.com
Растения — те же животные.
Они ощущают, печалятся, радуются.
На признаки этого указывает подвижность листьев.
Растения имеют ум и знание.
Анаксогор из Клазомен (V век до н. э.)Прежде чем мы будем говорить об органах чувств растений, давайте попытаемся ответить на один «детский» вопрос. Чувствуют ли растения боль? Считается, что боль — это результат деятельности нервной системы. Как известно, сигнал о нарушении нормальной работы или сигнал о повреждении того или иного органа нашего тела передаётся по нервам в головной мозг. А наш мозг затем, определив место повреждения, даёт нам болевой сигнал. У растений нет мозга, нет нервов. Значит, и боли они чувствовать не могут? Давайте не будем торопиться с таким выводом. Ведь если мы уберём из определения боли слова «мозг» и «нервы» и будем понимать боль как реакцию организма на повреждения, реакцию, необходимую для того, чтобы определить место ранения, то мы увидим, что растения чувствуют боль. Все мы видели потёки смолы на стволах ели или сосны в тех местах, где ствол повреждён. Не надо думать, что сосна — это некий мешок со смолой из которого она вытекает в том месте, где этот мешок прокололи. Нет, смола образуется после повреждения дерева и именно в том месте, где она необходима, для того чтобы затянуть рану. Причём в залечивании раны принимает участие всё дерево, как единый организм, от кончиков корней до самого верхнего листочка. Это означает, что растение прекрасно чувствует, что оно ранено, и знает место ранения. Можно называть это чувство болью, а можно и не называть. Как кому нравится.
Подобным же образом обстоит дело и с другими чувствами растений. Если мы будем считать, что для того чтобы видеть, необходимы глаза, а для того, чтобы слышать — уши, то нам надо признать, что растения слепы и глухи. Но если мы поймём, что зрение — это лишь способность улавливать электромагнитные волны (свет), а слух — способность замечать колебания среды, а это можно делать и без глаз, и без ушей, то мы должны сделать вывод, что растения могут и видеть, и слышать.
Какие же органы чувств растений мы знаем? Сейчас установлено, что растения могут реагировать на очень многие физические, химические и биологические раздражители. Таких раздражителей известно более сорока! Помимо известных нам света, тепла, механических воздействий, влажности и силы тяжести, растения могут производить очень точный химический и биологический анализ среды. Причём и над землёй, и в земле. Механизмы работы этих органов чувств очень сложны и мало изучены. Мы с вами остановимся лишь на тех, о которых можно рассказать в небольшой научно-популярной книжке.
Начнём с того, что растения прекрасно определяют направление силы тяжести. Уже упоминалось, что ствол дерева растёт вертикально вверх, независимо от уклона поверхности земли. Полёгшая после ливня или сильного ветра пшеница уже через несколько часов вновь возвращается в нормальное вертикальное положение. Но если мы посмотрим чуть внимательнее, мы увидим, что не только ствол, но и корни, и ветви, и листья тоже занимают определённое положение относительно направления силы тяжести. Корень всегда растёт вниз, по направлению к центру Земли. Ветви и листья стараются расти в плоскости, перпендикулярной вектору силы тяжести. Так как же растение определяет, «где верх, а где низ»?
Ещё в XIX веке учёные заметили, что если удалить корневой чехлик, то есть самый кончик корня, длиной всего несколько миллиметров, то корень перестаёт расти вниз. Он полностью теряет ориентацию, и может расти в любом направлении, даже вверх. Стало понятно, что орган, определяющий направление силы тяжести находится в клетках корневого чехлика. После долгих поисков и раздумий, обратили внимание на то, что клетки эти содержат твёрдые крупинки крахмала, которые под действием тяготения скапливаются у одной из стенок клетки. Попробовали удалить эти крахмальные зёрна и увидели, что корень растения потерял способность воспринимать направление силы тяжести. Казалось, орган, ответственный за чувство равновесия у растений, найден. Более того, подобные зёрна крахмала были обнаружены и в некоторых других органах растений, например, в живых клетках коры. Изгиб же органа растения под воздействием раздражения от силы тяжести происходит благодаря уже известному нам неравномерному распределению ауксина. Но остаётся ещё очень много вопросов. Почему одно и то же положение зёрен крахмала заставляет корень расти вниз, верхушку — вверх, а ветви — горизонтально? Как определяют направление силы тяготения те органы, в клетках которых нет крахмальных зёрен, например, лист? Некоторые исследователи считают, что тут вступают в работу хлоропласты, а может быть и другие органеллы клетки. А у некоторых растений один и тот же орган вообще может менять направление роста «по своему желанию». Например, стебель мака снотворного, ориентируясь по направлению вектора силы тяжести, сначала растёт нормально вверх, от центра Земли. Но после цветения меняет направление роста на противоположное. Вот и получается, что растения не только могут определить, где верх, а где низ, но ещё и решают, какому органу, в какое время и куда нужно расти.
Пример с чувством равновесия растений довольно показателен. Мы видим, что действие силы тяжести воспринимается практически всеми органами растения. И корень, и стебли, и листья определяют направление тяготения каждый сам для себя. Но растут при этом абсолютно согласованно, образуя единый, взаимосвязанный организм.
Теперь давайте поговорим о восприятии растениями света. Вряд ли кто-то сомневается, что свет является важнейшим фактором, влияющим на рост растений. Не будем забывать, что растения, фигурально выражаясь, «питаются светом», и в процессе эволюции они должны были выработать надёжные и эффективные механизмы оценки освещённости. Конечно, скорее всего, растения не могут воспринимать зрительные образы, видеть очертания предметов. Для этого необходим мозг. Да и зачем им это? Зато чувствительность растений к световому воздействию намного превышает нашу.
К сожалению, до сих пор мы знаем далеко не всё о том, как и чем, какими органами растения воспринимают свет. Мы видим реакцию растений на освещение или на затенение. Знаем множество закономерностей, по которым растения реагируют на свет. Например, мы знаем, что долгое освещение слабым источником света даёт тот же эффект, что и сильная, но кратковременная вспышка. Мы знаем, что, освещая растение с двух противоположных сторон, мы заставим его изогнуться в сторону более сильного источника света. Но как растение видит свет, какими своими органами воспринимает его, до сих пор не известно. Мы можем выдвигать лишь более-менее правдоподобные гипотезы.
Как и в случае с чувством равновесия, растения воспринимают свет буквально всеми живыми клетками своего тела. Корни в процессе роста стараются спрятаться от света. Листья же большинства растений, наоборот, стараются расположиться так, чтобы быть максимально освещёнными. В этом им помогают и стебель, и побеги. Учёным удалось выяснить, что, скорее всего, за восприятие света в организме растений отвечают различные пигменты, находящиеся в хлоропластах растительной клетки. Наиболее известны из них хлорофилл и каротин, но на самом деле их намного больше. Каждый пигмент специализируется на своём любимом участке спектра. Какому-то больше по душе синий свет, какому-то — красный. Некоторые свет поглощают, некоторые — отражают, выполняя работу микроскопических зеркал и линз. Взаимодействие их между собой крайне сложно, каждый из них вырабатывает различные гормоны, влияющие на рост растения. Но вот что интересно: суммарный результат их деятельности оптимален для всего растения в целом. Как будто какой-то центральный орган, после бурного совещания с руководителями отделов, вырабатывает «генеральную линию», которой впоследствии все строго придерживаются.
Помимо вышесказанного, можно заметить, что растения чутко реагируют на воду, на многие химические вещества. Так, корни отвечают усиленным ростом в сторону повышения содержания в почве кислорода, углекислого газа, фосфатов. Реакция растений на химические раздражители играет особую роль в процессе размножения растений. Выяснено, что подвижные сперматозоиды некоторых растений находят направление к яйцеклетке благодаря тому, что она выделяет яблочную кислоту. Чувствительность сперматозоидов к содержанию яблочной кислоты поразительна. Ни один из созданных на сегодня человеком приборов для химического анализа не способен определять такие малые концентрации веществ. Уже упоминавшаяся хищная венерина мухоловка тут же открывает свой захлопнувшийся лист, если не чувствует присутствия в своей пленённой добыче аминокислот. Так же реагирует на вкус жертвы и другое хищное растение — росянка.
Очень ярко проявляется восприимчивость растений к химическим соединениям и в процессе борьбы за выживание. Некоторые растения вырабатывают яды, убивающие конкурентов. Так, многие виды ореха буквально поливают землю под своей кроной ядом, который действует, как гербицид. Этот же яд корни ореха выделяют в почву. Садовники знают, что под кроной ореха сорняки не растут. Травянистые зонтичные, как хорошо известные нам сныть или борщевик, выделяют вещества, не дающие прорастать семенам других растений. Именно поэтому заросли зонтичных трав очень стабильны и жизнеспособны. Другим растениям нелегко вытеснить их. Заростки папоротников синтезируют не только вещества, привлекающие мужские половые клетки своего вида, но и «дезориентирующие», сбивающие с толку сперматозоиды других видов. Всё это возможно лишь благодаря совершенству растительной «химической лаборатории».
Но, к сожалению, снова мы должны сказать, что ещё очень много неясного в том, как происходят в растительной клетке подобный химический анализ и синтез необходимых веществ.
Точно так же, как не совсем понятно каким образом растения распознают прикосновения. Считается, что ключевую роль здесь играет деформация цитоплазмы клеток. Возможно, что это так. Но этим не объяснить многие экспериментальные результаты. Вот, например, интересный факт: усик Sicyos angulatus, растения из семейства тыквенных, моментально реагирует на слабые раздражения от попадания на него микроскопических глиняных частичек или шерстяных ворсинок, массой в 3 десятимиллионных долей грамма! Но он же совершенно не «замечает» прикосновений гладкой стеклянной палочки или водяной струи. Также не обращает внимания на механические воздействия верхушечная зона роста — меристема. Такие факты приводит в своей книге «Движение у растений» Рейнхольд Вейнар. В общем, тут явно есть над чем ещё подумать.
Попробуем подвести некоторые итоги.
Во-первых, судя по всему, растения воспринимают раздражения практически всем своим телом, каждой клеткой, но каждый орган делает это по-своему. Это правило не без исключений. Например, усики многих лазающих растений воспринимают прикосновения лишь с одной стороны усика. Некоторые, как, например, горох, изгибают усик при прикосновении только к нижней стороне. Если коснуться верхней стороны — изгибания усика не происходит. Правда, это не означает, что верхняя сторона не чувствует прикосновения, ведь если трогать одновременно обе стороны, то реакция растения тоже будет нулевой.
Во-вторых, несмотря на малую изученность механизмов работы органов чувств растений, очевидно, что ответы на эти вопросы надо искать в законах функционирования живой растительной клетки.
В-третьих, хотя каждая клетка самостоятельно получает информацию о внешних факторах, она делится этой информацией с другими. Каким образом? Химическими или электрическими сигналами. Кстати, последними исследованиями установлено, что оба эти способа передачи возбуждения растения освоили. Замерены даже скорости этой передачи. Химический способ помедленнее, а вот электрические сигналы передаются от клетки к клетке в теле растения со скоростью до 50 см в секунду.
В-четвёртых, ясно, что существует механизм, определяющий степень важности и приоритет различных сигналов, поступающих от миллионов клеток и определяющий дальнейшие действия растения как целого организма.
© RuTLib.com 2015-2016
rutlib5.com
Чувствительность растений - это... Что такое Чувствительность растений?
Растения так же, как и животные, обладают Ч. Они более или менее быстро реагируют на все внешние влияния. Одним из самых важных внешних деятелей, от которого зависит жизнь растений, является несомненно свет. Поэтому нет ничего удивительного, что растения отличаются крайней Ч. к световым впечатлениям. При одностороннем освещении стебли почти всех растений склоняются в сторону света. Это явление называется гелиотропизмом. Насколько растения могут быть чувствительны к разнице в освещении, показывают опыты с этиолированными ростками Vicia sativa. При помощи этих ростков можно обнаружить ту ничтожную разницу в силе света двух его источников, которая уже не может быть обнаружена припомощи фотометра. Если взять два подобных источника света и поместить на равном расстоянии между ними этиолированные ростки Vicia sativa, то они будут искривляться всегда в сторону одного и того же источника света, сила которого несколько более. Цветы многих растений открываются днем и закрываются на ночь. Цветы же других растений напротив закрываются днем и открываются ночью. Этот процесс также вызывается светом. Наконец, подвижные водоросли в аквариумах постоянно переходят на освещенную сторону. Еще более, чем к свету, растения чувствительны к температуре окружающей их среды. Очень низкие и очень высокие температуры совершенно останавливают развитие растений. Растения сильно реагируют даже на колебания температуры. Колебания температуры отражаются не только на их росте и форме, но также и на характере совершающихся в них процессов, например на дыхании. Взятые для опыта верхушки стеблей Vicia Faba были помещены при трех различных температурах. Одни при средней температуре (17-20°), другие — при низкой (7-12°) и третьи — при высокой (36-37°). Через некоторое время все три порции были помещены одновременно при средней температуре и была исследована энергия их дыхания. Оказалось, что стебли, не подвергавшиеся колебаниям температуры, выделяли наименьшее количество углекислоты, стебли же, перенесенные из высокой или низкой температуры в среднюю, дышали гораздо энергичнее. В среднем ими было выделено следующее количество углекислоты:
----------------------------------------------------------------------------------------
| Предварительная | Количество | Избыток |
| температура | углекислоты | |
|--------------------------------------------------------------------------------------|
| Средняя (17-20°) | 55,8 | - |
|--------------------------------------------------------------------------------------|
| Низкая (7-12°) | 78,1 | 40% |
|--------------------------------------------------------------------------------------|
| Высокая (36-37°) | 85,4 | 53% |
----------------------------------------------------------------------------------------
Наконец, под влиянием одностороннего действия тепловых лучей появляются в растениях искривления. Это явление называется термотропизмом. Растения также очень чувствительны к влажности. Достаточно указать на интересное приспособление для защиты от увядания, наблюдаемое у некоторых степных злаков. Например, у Stipa capillata гладкая нижняя поверхность листа почти лишена устьиц, которые находятся на верхней бороздчатой поверхности. При наступлении засухи лист свертывается в трубку так, что верхняя поверхность с устьицами оказывается внутри, наружу же лист обращен только своей нижней поверхностью, покрытой толстыми оболочками. Растения быстро реагируют и на земное притяжение. Если проросшее семя положить горизонтально, то через некоторое время кончик корня загнется вниз, а кончик стебля — вверх. Если семена проращивать на кружке центробежной машины, то оси всех выросших растеньиц примут положение, параллельное радиусам кружка, и притом так, что все корешки направятся по направлению центробежной силы, а все стебли в обратном направлении. В таких опытах земное притяжение заменяется центробежной силой. Искривление растущих органов под влиянием земного притяжения называется геотропизмом. Раны, нанесенные растению,вызывают в нем в высшей степени целесообразные реакции. Если, например, надрезать чешуи обыкновенного лука, то в клетках, прилегающих к пораненному месту, ядра оставляют свое центральное положение и переходят на сторону, прилегающую к ране, где начинаетсяусиленная местная деятельность. Когда же рана будет залечена, ядро снова занимает центральное положение. Заживление раны происходит при непосредственном участии ядра. Вызванная раной усиленная работа требует усиленной затраты сил. Действительно, энергия дыхания пораненных растений сильно повышается. Когда же рана будет залечена, энергия дыхания падает до первоначальной величины. Растения так же, как и животные, могут быть анестезированы хлороформом или эфиром. Периоду анестезии предшествует период возбуждения. На этом основан способ ускоренной выгонки луковиц. Подвергнутые этеризации луковицы прорастают гораздо быстрее луковиц, не подвергнутых этой обработке. Наконец, самым типичным примером Ч. растений служат листья Mimosa pudica. Эти листья обладают способностью свертываться и опускаться от незначительного прикосновения. Опускание листьев вызывается изменением формы сочленовной подушки, главная масса которой состоит из паренхимной ткани с большим числом межклетных ходов. В центре подушки проходит сосудистый пучок. Если вырезать нижнюю половину сочленовной подушки, то черешок опускается и в таком положении остается, не поднимаясь снова. Если же удалить верхнюю половину подушки, то лист также опускается, но затем снова поднимается и принимает более высокое положение, чем занимал прежде. Отсюда следует, что опускание листьев вызывается уменьшением тургора в клетках нижней половины сочленения, поднятие же их — результат возобновления в этих клетках прежнего тургора. Если мимозу сначала перевернуть и затем вызвать раздражение, то листья в этом случае не опускаются, а, напротив, начинают подниматься. Это поднятие есть результат устранения сопротивления со стороны потерявшей тургор нижней половины листовой подушки. Ослабление тургора вызывается тем, что часть бывшейв клетках воды переходит в межклетники. Когда же раздражение окончится, эта вода снова всасывается клетками. Тычинки Cynareae также принадлежат к числу органов, раздражимых прикосновением: они укорачиваются от слабого давления. Сокращение их объема также сопровождается выступлением воды в межклеточные пространства. Сон листьев также может служить примером Ч. растений. Наконец, обвертывание опоры стеблями вьющихся и усиками лазящих растений — новый случай Ч. В обоих этих случаях усиленный рост с одной стороны и задержанный со стороны, прикасающейся к опоре, есть результат раздражения под влиянием прикосновения.
В. Палладин.
dic.academic.ru
ВедаМост: Органы чувств деревьев
Этим образом, деревья могут оценивать длительность светового дня и температуру воздуха, адаптируясь и направляя в соответствии с этим свой рост. Рана, стресс или болезнь запускает особые защитные механизмы. Информация об их действии и сигналы об условиях окружающей среды передаются от одной клетки к другой, от дерева к дереву, и даже от дерева к другим существам. Эта информация выражается в движениях, направлении роста и изменении метаболизма.
Осязание
Любое растение реагирует на малейшее прикосновение. Более того, есть около 1000 видов растений, реакция которых почти мгновенна — это например, плотоядные растения, которые мгновенно запирают свои ловчие камеры, чувствительные растения вроде мимозы, сбрасывающей свои листья, или крапива, теряющая свои стрекательные волоски. У других видов растений, а их около четверти миллиона, реакция не настолько быстрая. При малейшем прикосновении, даже насекомого, растение
Sparrmannia открывает свои цветы, давая возможность кросс-опыления.Некоторые растения из семейства огурцовых уменьшают длину черенка, увеличиваются в диаметре и деревенеют на двое суток, если слегка потереть их. Все деревья реагируют на физическое воздействие ветра и дождя, наклоняясь и изменяя жесткость своего ствола и веток, чтобы увеличить устойчивость.
Некоторые бобовые имеют специальный нарост в основании листа. Этот орган включает возможность быстрых движений (менее чем за секунду), как реакцию на прикосновение и изменение освещения. Чувствительное растение требует около получаса, чтобы вернуться в первоначальное «медленное» состояние, особенно после повторяющихся воздействий — дрессировки. Темнота вызывает складывание листьев у клевера и других растений, или, наоборот, распускание у пасленовых.
ЗрениеФоторецепторы растений чувствительны не только к количеству принимаемого света, но и к его качеству. В зависимости от света растение изменяет свое положение, направление, наклон и даже рост. Одни рецепторы чувствительны к красному цвету, другие к голубому или ультрафиолетовому. Также они распознают темно-красный и светло-красный цвет, который присутствует в дневном свете. Для чего это надо? Светло-красный цвет стимулирует прорастание семян и синтез хлорофилла, но ухудшает рост стебля. А под плотной кроной дерева есть избыток темно-красного цвета, и в этом случае баланс роста смещается таким образом, что стебель (ствол) начинает интенсивно расти, чтобы выйти из тени. Теперь я понимаю, почему в ровном стройном лесу все деревья стремятся расти вверх, причем те из них, которые стоят выше всех, прекращают вертикальный рост.
Та же ситуация случается, когда деревья стоят слишком плотно. В природе конкуренция за свет очень полезна, но с точки зрения урожайности она вредна, так как забирает силы растения на рост ствола, вместо роста листьев и семян.
Элемент, который придает растению чувствительность к интенсивности освещения и направлению синего цвета называется криптохром. Он отвечает за процесс открытия особых пор в листьях, через которые дерево «дышит» и производит газообмен. Благодаря этим рецепторам комнатные растения, если их поставить на окно, поворачивают свои листья перпендикулярно источнику дневного света.
Первые фоторецепторы, чувствительные к синему цвету, были открыты в 1993 году у растения
Arabidopsi. Эти рецепторы очень похожи на те, которые помогают видеть мухам, мышам и ... человеку. Они также представляют собой особый вид универсальных биологических часов в живом мире, синхронизирующих процессы во всех живых существах в течение суток, образуя так называемый суточный ритм. Криптохром присутствует даже в бактериях, играя роль защитного элемента их ДНК. В деревьях он контролирует, ко всему прочему, процессы роста и цветения.
В некоторых «коллективных» растениях, например лилиях, цветение зависит от суммарной температуры всех растений. Как многие другие виды (от пшеницы до оливок), лилия должна пережить зимний холод, чтобы зацвести весной. Причем цветы ее очень чувствительны к колебаниям температуры. Достаточно одного градуса, чтобы цветок закрылся. Такое же явление есть и в пустынных растениях — там кроме всего прочего вырабатывается особый протеин, играющий роль защитного термоизоляционного покрытия для цветков и стеблей растения. Кроме того, растения могут ощущать наличие питательных веществ в почве, направляя свои корни в нужную сторону.
Вкус
После «пробования на вкус» химических следов агрессора, дерево начинает с ним настоящую химическую войну. Наиболее чувствительные в этом отношении деревья создают прочный барьер между нападающим (вирусом, бактерией или грибом) и неповрежденными клетками, убивая поврежденные. Испускаемые деревом химические сигналы мобилизуют все его защитные силы, активируя механизмы в наиболее отдаленных участках. Например, после уничтожения гусеницами мотылька большинства своих листьев, дерево
Zeiraphera diniana включает длительный защитный механизм, заставляя новые листья расти небольшими и лишенными питательных веществ. Через пару лет колония насекомых погибает от голода.Бук, атакованный тлей, начинает вырабатывать химические вещества, вызывающие ухудшение пищеварения у насекомых, такой себе антипурген. Сосна при атаке насекомых, выгрызающих отверстия в ее коре, начинает в больших количествах вырабатывать резиноподобное вещество, затрудняющее дальнейшее разрушение коры. Дуб в ответ на появление омелы на стволе начинает вырабатывать токсичные вещества, убивающие агрессора.
На сегодняшний день известно более 10.000 продуктов метаболизма растений, обладающих токсичным или отпугивающим действием, которые помогают растениям против насекомых. Среди этих веществ — алкалоиды, танины, пептиды и терпены. Еще, когда дерево в опасности, оно подает сигнал
SOS. Впервые это явление было обнаружено у бобовых — когда растение начинают атаковать клещи, оно вырабатывает особое химическое вещество, приманивающее определенных насекомых, питающихся клещами. Даже обыкновенная кукуруза в случае нападения гусениц вырабатывает фермент, привлекающий особый вид ос, которые откладываю свои личинки в тела нападающих гусениц. Причем достаточно одной молекулы слюны гусеницы, чтобы включился такой механизм сигнализации. Еще один пример — табак вырабатывает летучее вещество, привлекающее еще один особый вид ос, если на него нападают гусеницы мотылька. Причем этот механизм не включается, если на табачных листьях находятся гусеницы другого вида, которые поедают кукурузные листья.
Один химик провел следующий эксперимент. Он решил исследовать, как ива реагирует на атаку гусеницы. Он поместил на одно дерево нескольких гусениц, второе осталось нетронутым. Через некоторое время листьями второго, нетронутого дерева, он накормил другую группу гусениц. Оказалось, что после поедания его листьев, гусеницы резко замедлили свой рост — листья оказались для них «невкусными» из-за особого вещества, которое выработало здоровое дерево, получив сигнал от пострадавшего. Как это произошло? Оба дерева начали вырабатывать вещество, отталкивающее насекомых. Сообщение от пострадавшего дерева к нетронутому было передано с помощью этилена — газа, который обычно образуется при порче плодов. Другое дерево приняло этот химический сигнал и в его листьях начали вырабатываться специальные защитные вещества — танин, лигнин и другие. Другой способ передачи сообщения (резервный!) — с помощью ацетилсалициловой кислоты, или аспирина, который вырабатывается в коре ивы (
salix означает ива на латыни). Кстати, похожий способ защиты имеет тополь. Когда дерево подвергается атаке, до половины всех защитных веществ, которые вырабатываются растением, направляются в листья, как наиболее уязвимую часть растения.Кстати, еще одно применение такого защитного механизма с дистанционной передачей — защита во время цветения. Растения на ограниченном участке начинают цвести одновременно, чтобы снизить потери от насекомых. Тут действует принцип — всех не съедят, слишком много. Если бы растения цвели поочередно, они были бы легкой добычей для нападающих.
Растения-паразиты, в свою очередь, часто находят своих жертв «по запаху», выбирая особых. Растение повилика нападает на томаты, морковь, лук, цитрусовые, клюкву и даже некоторые цветы. Оно окутывает жертву сплошным слоем и таким образом убивает. Раньше ученые считали, что этот агрессор не ищет жертву, а нападает на что попадется, но в 2006 году были проведены исследования, которые показали обратное. Повилика имеет чувствительные хеморецепторы — клетки, с помощью которых оно «вынюхивает» жертву и начинает расти в ее направлении. Оно даже может давать предпочтение наиболее «вкусно пахнущим» экземплярам!
Когда повилика находит жертву, она начинает быстро расти, обертывая растение, впуская иглы в стебель и листья жертвы, с помощью которых забирает у того воду и питательные вещества. Так как семена повилики имеют только небольшой запас питательных веществ, они должны очень быстро найти жертву, или они погибнут. В результате опытов оказалось, что 80% семян начинают расти в сторону томата, и скоро атакуют его. Если же поместить семя повилики между томатом и пшеницей, оно некоторое время совершает круговые движения, приближаясь больше к томату, после чего по-любому нападает на бедное растение.
Слух
Что насчет слуха у растений? Многие любители растений утверждают, что те любят слушать определенную музыку, под звуки которой лучше растут. Некоторые фермеры считают, что если прокручивать, скажем, огурцам и перцу спокойную музыку, то урожайность заметно повышается. Что тут можно сказать? Исследователи не смогли пока опровергнуть эти утверждения, так что все впереди...
Замечайте эти чудеса и живите в согласии с Природой!
vedamost-zemledelie.blogspot.com
| Навигация:DJVU Библиотека PhotogalleryБрокгауз и Ефронknolik.com Статистика: | Значение слова "Чувств органы у растений" в Энциклопедическом словаре Брокгауза и ЕфронаЧувств органы у растенийЧувств органы у растений* — За последнее время в физиологии растений чрезвычайно важную роль стало играть изучение явлений раздражимости растительного организма. Так, корни реагируют уже геотропическими искривлениями на воздействие центробежной силы в 0,001 грамма. Стебли некоторых растений (Lepidium sativum, Lunaria biennis и др.) производят еще фототропические искривления, когда яркость односторонне падающего света понижается до 0,0003 нормальной свечи. Наконец, не менее тонка и "осязательная" чувствительность некоторых растений. Так, усик тыквенного растения Sicyos angulatus заметно изгибается еще, если на него повесить хлопчатобумажное волокно весом в 0,00025 миллиграмма. В связи с общей дифференцировкой тканей высшего растения, такая тонкая чувствительность естественно заставляет предполагать, что в теле этих растений существуют особые приспособления для восприятия различного рода раздражений. Эти приспособления, получившие и у растений название "органов чувств", найдены уже в целом ряде случаев. В статьях "Статоцисты у растений" и "Фототропизм" (см.) описаны те "органы чувств", которые служат у растения для восприятия геотропических и световых раздражений; здесь остается изложить лишь добытые наукой данные об "органах восприятия механических раздражений", которые именуются также часто "органами осязания". Целый ряд растений реагирует более или менее энергично на механические раздражения. Кроме упомянутого выше закручивания усиков вьющихся растений, наиболее известными примерами такой раздражимости являются движения мимозы, мухоловки, росянки и других растений. Во многих случаях тонкая чувствительность этих растений зависит, по крайней мере отчасти, от наличия "органов осязания". Идея устройства этих органов сводится к тому, чтобы при помощи каких-либо приспособлений сделать протоплазму чувствительной клеточки легко доступной для механических воздействий извне. Но растительные клеточки одеты оболочкой; особенно толста обыкновенно бывает наружная оболочка клеточек кожицы, соприкасающаяся с внешним миром, так как оболочка эта берет на себя защиту растения и от механических повреждений, и от испарения. Таким образом, защитные функции кожицы стоят в прямом противоречии с осязательной ее функцией. В наиболее примитивных случаях выход из этого противоречия осуществляется игнорированием защитных функций: наружная стенка клеточной оболочки кожицы оказывается сплошь тонкой, как это наблюдается, например, на усиках многих растений. Осязательные клеточки других усиков уже более удачно совмещают защитные функции кожицы с тонкой "осязательной" чувствительностью ее клеточек. Достигается это тем, что не вся оболочка клетки остается тонкой, а лишь небольшой ее участок, именуемый "осязательной порой" (см. рис. 1, А и В). Рис. 1. А — "осязательные поры" в кожице тыквенного усика, вид сверху. В — одна такая пора в поперечном разрезе при большем увеличении. С — "осязательный сосочек", оболочка которого тонка на верхушке. Сквозь толщу оболочки от поры идет внутрь клетки суживающийся канал. Благодаря тонкости оболочки, над поровым каналом протоплазма, выполняющая его, весьма легко подвергается деформациям при прикосновении к усику. Как на приспособление, увеличивающее резкость этих деформаций, надо смотреть на маленькие кристаллики щавелево-кальциевой соли, встречающиеся нередко в поровом канале таких клеток (см. рис. 1, В). Далее, у различных энтомофильных растений, цветочные органы которых способны производить активные движения, имеются разнообразно устроенные "осязательные волоски". В простейших случаях это сосочки (см. рис. 1, С), оболочка которых очень тонка на верхушке, представляя место восприятия механических раздражений. В других случаях остается тонким лишь узенький участок оболочки, опоясывающий основание волоска. Этот узенький участок является как бы шарниром, вокруг которого сгибается волосок; верхняя же часть волоска, лишенная гибкости благодаря толщине своей оболочки, играет роль рычага, улавливающего прикосновения и передающего их воспринимающему участку протоплазмы. Такие приспособления Габерландт назвал стимуляторами. У мимозы и у насекомоядных растений "органы осязания" представляют собой точно так же волоски, но устроены они сложнее. Так, у мимозы (см. рис. 7 на приложенной таблице) "осязательный волосок" состоит из длинной щетинки — стимулятора, составленной из многих толстостенных клеточек. У основания щетинки лежит группа тонкостенных клеточек, расположенная наподобие пробки под пластинкой пробочного пресса. Каждое движение, сообщенное стимулятору, тотчас же передается группе чувствительных клеточек. Наконец, на рис. 8 изображен наиболее сложный осязательный волосок у растений, именно "осязательная щетинка" Венериной мухоловки. Шарнир, около которого сгибается щетинка, имеет вид кольцевого желобка, опоясывающего щетинку недалеко от ее основания. Желобок этот образован углублениями в наружных стенках одного слоя крупных чувствительных клеточек. При сгибании волоска наиболее энергичную деформацию будет испытывать протоплазма, выстилающая изнутри углубления в стенках этих клеточек; она и является, по-видимому, местом восприятия раздражений. В непосредственной связи с вопросом об органах чувств стоит вопрос о существовании приспособлений для передачи раздражения по телу растения. Такая передача во многих случаях является несомненным фактом, подтвержденным экспериментальными исследованиями (см. "Фототропизм"). До последнего времени путями передачи раздражений считали лишь "плазмодесмы", тончайшие плазматические нити, проходящие сквозь толщу оболочки соседних клеточек и соединяющие непосредственно их живые протопласты. И лишь сравнительно недавно Б. Немецом была сделана попытка указать специальные приспособления для передачи раздражений по растению. Изучая распространение "трауматропной" реакции (в ответ на повреждение) в кончике корня, Немец заметил внутри определенных клеточек тонкие волоконца, идущие от одного конца клетки, параллельно ее длинной оси, до другого конца (см. рис. 1—6 на таблице). ОРГАНЫ ЧУВСТВ У РАСТЕНИЙ. 1—6. Волоконца внутри корневых клеточек, служащие для передачи раздражения. 1) Две клетки из корня лука; 2) Волоконца и ядро из корневой клетки тыквы; 3) Центральный ряд клеточек корня у папоротника Aspidium decussatum; 4 и 5) Разрезы ядер у того же папоротника; тесная связь ядер с волоконцами; 6) Схема прохождения волоконец в корневых клеточках лука. Увелич. Рис. 7. Нижняя часть "осязательного волоска" у мимозы; увелич. Рис. 8. Нижняя часть "осязательной щетинки у Венериной мухоловки (Dionaea muscipula), g — вдавление на чувствительных клеточках, являющееся шарниром, по которому сгибается щетинка. Увелич. Волоконца эти в соседних клетках довольно точно соответствуют одно другому, являясь как бы продолжением друг друга. Ясно различимы они именно в том участке корня, по которому, согласно современным воззрениям, происходит передача геотропических раздражений от "чувствующей" к "двигательной" зоне корня. С другой стороны, и распространение трауматропной реакции по корню оказалось зависимым от целости этих волоконец. Все эти доводы заставили Немеца предположить, что мы имеем здесь дело с приспособлениями для более совершенной и более быстрой передачи раздражения по клетке. Что же касается передачи его от одной клетки к другой, то Немец склонен приписывать его плазмодесмам, так как констатировать прохождение своих волоконец сквозь оболочку Немецу не удалось. Схема строения проводящей раздражения цепи клеток изображена на рис. 6. Волоконца эти обнаруживают некоторое тяготение к клеточному ядру; они либо оплетают его (рис. 2), либо ядро, принимая лопастную форму, охватывает волоконца своими лопастями (рис. 4 и 5). Действительное существование таких волоконец было вскоре подтверждено другими исследователями, истинное же назначение их является все же весьма спорным. В. Арциховский. Статья про слово "Чувств органы у растений" в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 800 раз |
Брокгауз и Ефрон, избраное |
be.sci-lib.com
