Таким образом, растение чему-то научилось и сохранило в памяти лучшее решение, наиболее подходящее для выживания.
У растений нет короткой памяти
Сравнительные исследования памяти, – в отличие от изучения многих других присущих растениям важных способностей, демонстрирующих явное сходство с аналогичными способностями животного мира (такими как интеллект, коммуникативные способности, способность к разработке стратегии защиты, поведенческие характеристики и т. д.), – начались не так давно, хотя некоторые теории уже сформировались. Первый ученый, который занялся этим вопросом, оправдал возложенные на него ожидания. Речь идет, конечно же, о Ламарке. О Жане-Батисте Пьере Антуане де Моне, шевалье де Ламарке (1744–1829). Торжественность имени вполне соответствует важности его вклада в науку. Отец биологии – в прямом значении слова, поскольку именно он придумал это название – интересовался, как и все натуралисты той эпохи, жизнью растений. А в особенности – феноменом быстрых движений, присущих так называемым «чувствительным растениям» (то есть тем, которые мгновенно и явственно реагируют на определенные раздражители). Значительную часть своей долгой научной жизни он посвятил детальному исследованию механизма закрытия листьев у растения Мимоза стыдливая (Mimosa pudica), стараясь понять, что приводит его в действие. Следует отметить, что у нас до сих пор нет четкого представления об этом механизме.
Мимоза стыдливая в цвету: соцветия розового цвета утыканы многочисленными удлиненными тычинками, придающими растению забавную пушистость.
Полагаю, все знают, что это за растение. Сегодня мимозу продают даже в супермаркетах. Однако для тех, кто никогда не видел этого цветка, поясню: речь идет о необычном и изящном растеньице, которое, в полном соответствии со своим названием, деликатно складывает листочки воистину стыдливым движением в ответ на внешнее воздействие (например прикосновение).
Именно благодаря мгновенной реакции, столь редкой в растительном мире, эта необычная жительница тропических лесов американского континента, прибыв в Европу, вызвала огромный интерес.
Ею интересовались такие выдающиеся ученые, как Роберт Гук (1635–1703), великий английский естествоиспытатель, усовершенствовавший микроскоп и описавший впервые в истории клетку, а также французский врач Анри Дютроше де Неон (1776–1847), считающийся отцом биологии клетки. Таким образом, на протяжении многих лет Мимоза стыдливая была настоящей звездой ботаники.
Перед ее колдовским очарованием не устоял и наш шевалье де Ламарк, который самым детальным образом изучил ее поведение с помощью многочисленных и порой довольно оригинальных экспериментов. Одна способность мимозы сразила Ламарка просто наповал. Если растение подвергать повторяющимся воздействиям одинакового характера, некоторое количество листьев прекращает реагировать и полностью игнорирует все последующие стимуляции. Ламарк был прав, приписав это поведение «усталости»: складывая листья раз за разом, растение растратило все запасы энергии, у него просто кончились силы. Нечто подобное происходит во время работы мышц у животных, которые не могут двигаться до бесконечности. Такой же ограниченный запас энергии оказался присущ и мимозе. Однако не во всех случаях.
Ламарк отметил, что иногда, после серии одинаковых раздражений, «субъект» перестает складывать листья задолго до исчерпания запасов энергии. Это явление озадачило ученого, он не мог понять причину подобного – явно непредсказуемого – поведения. Загадка оставалась неразгаданной до тех пор, пока в один прекрасный день исследователь не наткнулся на результаты опытов своего коллеги.
Рене Дефонтен (1750–1833) провел эксперимент, который ответил на мучавший Ламарка вопрос. Французский ботаник поставил весьма оригинальный эксперимент: он поручил одному из своих студентов провезти в коляске вокруг Парижа довольно большое количество растений и тщательно описать их поведение. Особое внимание ученик должен был обращать на случаи складывания листьев. Студент, имя которого осталось неизвестным, явно успел привыкнуть к необычным фантазиям своего учителя. Установив на сиденьях коляски многочисленные горшки с мимозами, он приказал кучеру спокойной рысью, по возможности без остановок, провезти его по самым красивым местам французской столицы. Увы, наслаждаться красотами ему не полагалось. Задание требовало безостановочно записывать в полевой тетради мельчайшие подробности поведения растений, которые должны были складывать листочки, каждый раз, как коляска подскакивала бы на парижской мостовой. Эксперимент вряд ли бы показался ученику сильно интересным, а Дефонтен вряд ли бы был удовлетворен результатом, если бы не произошло нечто непредвиденное.
Да, растения сложили листочки при первом же подскоке повозки на камнях мостовой. И что же? Чего все-таки ожидал ученый от этого эксперимента? Наверняка ученик подумал, что ничего нового опыт не даст. Однако, когда они отъехали подальше, растения повели себя неожиданным образом – вначале одно, затем еще два, потом уже пять мимоз вдруг расправили листья, хотя тряска продолжалась с той же интенсивностью. Что же случилось? Студент был потрясен и записал немедленно в тетрадь: растения просто привыкли!
Мимоза стыдливая – чувствительное растение родом из Латинской Америки, с берегов Карибского моря, распространенное во многих странах тропического пояса.
Результаты парижского уличного опыта остались в архивах Ботанического общества и были описаны в статье «Flore française» («Флора Франции») Ламарком и его соавтором Огюстеном-Пирамом Декандолем (1778–1841). Этот результат был почти забыт, что случается – гораздо чаще, чем думают люди – со многими гениальными озарениями. Однако выводы, вытекающие из эксперимента Дефонтена, стали понятны только сегодня. Они решительно указывают на адаптивное поведение и свидетельствуют о запоминании информации. Как рассада Мимозы стыдливой смогла бы привыкнуть к постоянным сотрясениям повозки, если бы не обладала определенной формой памяти?
Это потрясающее предположение, тем не менее, долгое время отвергалось научной средой – до тех пор, пока в мае 2013 года Моника Гальяно, исследователь из Университета Западной Австралии в Перте, не приехала на стажировку в мою лабораторию. Когда Моника прибыла в Международную лабораторию нейробиологии растений, которой я руковожу во Флорентийском университете, она специализировалась на морской биологии, и ее интересовали многие научные проблемы: от философии эволюции до ботаники. Моника хотела улучшить свои знания о мире растений, точнее – узнать больше об их поведении. И вот, – после долгих дискуссий о целях стажировки, – мы решили поставить несколько экспериментов, которые, с одной стороны, оправдали бы ее стажировку в моей лаборатории, а с другой – смогли бы удовлетворить наше любопытство и дать ответ на вопросы, которые возникли в ходе обсуждения особенностей поведения растений.
