Обладают ли растения сознанием?
Клив Бэкстер был экспертом по выявлению лжи и обучал следователей ЦРУ. Всю свою карьеру он посвятил расшифровке сигналов, указывающих на обман со стороны людей.
Однажды февральской ночью 1966 года, из любопытства, он прикрепил электроды полиграфа к растению и полил его. К его удивлению, растение отреагировало.
Электрический след был похож на то, что он видел бесчисленное количество раз раньше, напоминая ощущения человека, когда он счастлив или взволнован. Растение, по-видимому, чувствовало себя хорошо после полива.
Бэкстер подумывал сжечь лист, чтобы посмотреть на реакцию растения. Однако еще до того, как он зажег спичку, стрелка полиграфа дернулась по странице, проведя линию, похожую на реакцию человека на страх или стресс.
Бэкстеру хотелось выбежать на улицу с криком: «Растения умеют думать!»
Эксперименты были описаны в его книге «Первичное восприятие: биокоммуникация с растениями, живой пищей и клетками человека». Бакстер назвал наблюдаемое им явление «первичным восприятием» — идеей о том, что осознание выходит за пределы нервной системы и что некоторая форма осознания присутствует даже на клеточном уровне. Он считал, что все растения и животные демонстрируют «наличие еще не определенного восприятия» на микроскопическом уровне.
Преобладающее мнение среди ученых противоречило его утверждению о наличии у растений сознания. Бакстер столкнулся с резкой критикой за свою работу. Эксперименты не дали воспроизводимых результатов при последующих проверках.
Однако отказ не означал, что растения инертны. Напротив, наука продолжала сосредотачиваться на более скромных явлениях, на том, что она могла распознать, проверить и воспроизвести.
Общение без слов
Несмотря на отсутствие нейронов, растения легко обмениваются информацией, в том числе передают сигналы об опасности.
Когда гусеница кусает растение, она выделяет молекулу, известную как глутамат — тот же нейромедиатор, который используется в нервной системе человека. Глутамат запускает сигналы, связанные с повреждением, по всему растению. Его высвобождение подготавливает неповрежденные части к защите от вредителей.
Растения также подают внешние сигналы тревоги. Когда гусеница начинает грызть лист, растение активно выделяет в воздух химические вещества. Соседние растения улавливают эти летучие соединения и начинают готовить свою защиту.
В 1983 году Дэвид Роудс первым задокументировал передачу сигналов растениями по воздуху. Однако он столкнулся с критикой и противодействием, главным образом потому, что это было непризнанное и неподтвержденное явление, а отчасти потому, что оно звучало фантастически. Тем не менее, со временем его теория была проверена, подтверждена и воспроизведена более чем на тридцати видах растений.
В 2023 году японская команда сняла на видео, как здоровое растение обнаруживает химические вещества в воздухе, выделяемые его соседним растением, находящимся в поврежденном состоянии. В течение нескольких секунд растение загорелось изнутри, выделяя летучие химические вещества. Растение посылало сигналы тревоги от одного листа к остальной части своего тела, в то время как соседние растения обнаруживали молекулы-посредники, выделяемые в процессе.
Дополнительные эксперименты показали, что растения могут общаться не только с помощью химических веществ, но и посредством электрических сигналов. Короче говоря, растения общаются и «разговаривают» друг с другом гораздо чаще, чем мы себе представляем.
Принятие решений и издавание звуков
Некоторые растения, похоже, обладают когнитивными способностями. Венерина мухоловка не захлопывается в тот же миг, как вы к ней прикоснетесь. Она ждет, анализирует и считает, прежде чем закрыть крышку.
Внутри ловушки находятся крошечные чувствительные волоски. При однократном прикосновении ничего не происходит. Второе прикосновение в течение 15-20 секунд приводит к её резкому закрытию.
Даже при закрытой ловушке растение не начинает переваривать добычу немедленно — оно ждет подтверждения, поймало ли что-нибудь живое. Растение отслеживает движение внутри ловушки, пока насекомое сопротивляется, многократно активируя чувствительные волоски. После того, как эти волоски будут активированы примерно пять раз, растение решает задействовать ферменты для переваривания своей добычи.
Венерина мухоловка, несмотря на отсутствие мозга для выполнения этой задачи, фактически ведёт подсчёт и использует эту информацию для принятия реального решения.
Что еще можно делать, научившись считать? Играть в азартные игры.
В одном эксперименте исследователи разделили корни одного горохового растения на два горшка. В одном горшке постоянно поддерживалась подача питательных веществ. В другом же наблюдались периоды повышенной и пониженной доступности питательных веществ, хотя в среднем их количество оставалось одинаковым.
Исследователи проверили, какой ресурс гороха предпочитает — стабильный или менее предсказуемый, — наблюдая за тем, как растение вкладывает ресурсы в развитие своих корней. Когда горшок с постоянным поступлением питательных веществ обеспечивал достаточное количество для выживания, растения выбирали более безопасный вариант и направляли рост корней к этому надежному источнику. Но когда этого надежного источника становилось недостаточно для выживания, растение рисковало и переключалось на горшок с непредсказуемым поступлением питательных веществ — фактически отдавая предпочтение рискованной возможности получения достаточного количества ресурсов перед уверенностью в их нехватке.
Исследователи пришли к выводу, что растения обладают «чувствительностью к риску» — это логика, схожая с той, которой руководствуются инвесторы.
Исследования показали, что растения также могут издавать звуки и издавать жалобные звуки, когда испытывают стресс. Поэтому лесной массив, тихий для нас, может быть очень шумным для многих других форм жизни.
Исследование 2023 года показало, что обезвоженное или поврежденное растение может издавать щелкающие звуки. Эти щелчки являются ультразвуковыми, распространяются по воздуху и могут быть записаны с помощью микрофонов. Например, исследователи обнаружили, что плохо политое томатное растение издавало щелкающие звуки около 35 раз в час. В то время как здоровое растение практически не издавало звуков.
Издаваемые звуки были достаточно специфическими, чтобы модель машинного обучения могла использовать их для определения того, высохло ли растение или было срезано.
Авторы предположили, что звук может исходить от кавитации, при которой пузырьки образуются и лопаются в системе переноса воды растения. Хотя люди не слышат эти звуки, они достаточно громкие для насекомых и некоторых других животных. Например, предварительные данные свидетельствуют о том, что моль, выбирая место для откладки яиц, прислушивается к звукам, чтобы предпочесть здоровое растение ослабленному.
Для нас, людей, лес может казаться тихим, но для других он может быть очень шумным.
Память без мозга
Чувствительное растение мимоза стыдливая (Mimosa pudica) известно своей склонностью складывать листья при прикосновении. Однако в исследовании 2014 года исследовательница Моника Гальяно и ее команда обнаружили, что растение может научиться не реагировать.
Ее команда уронила горшечную мимозу с небольшой высоты на подушку, вызвав слабое, но безвредное воздействие. Сначала мимоза складывала листья после каждого падения. Однако после нескольких падений реакция ослабла, и растение перестало реагировать, что говорит о том, что оно научилось не тратить энергию на безвредный раздражитель.
Однако при воздействии другого, незнакомого стимула растение снова свернулось. Более того, при повторном тестировании растения спустя несколько недель эффект сохранялся, что указывает на наличие своего рода сохраненной памяти, сохраняющейся почти месяц.
Авторы приходят к выводу, что: «процесс запоминания может не требовать наличия традиционных нейронных сетей и путей, характерных для животных; мозг и нейроны — это лишь одно из возможных, бесспорно сложных решений, но они могут не являться необходимым условием для обучения».
В 2016 году команда Гальяно провела еще один эксперимент, основанный на классических исследованиях Павлова по условному рефлексу, в ходе которого собаки научились ассоциировать звонок с едой. Исследователи попытались обучить гороховые растения, связав вентилятор со светом — ветерок указывал направление, откуда ожидался свет. В результате растения усвоили эту ассоциацию и стали расти в направлении ветра в ожидании света, который еще не появился.
Результаты исследований памяти оказались более убедительными, чем результаты исследований ассоциативного обучения. Однако невозможность воспроизвести такие результаты не доказывает инертность растений или отсутствие у них сознания. Это просто означает, что некоторые из этих результатов пока не являются окончательными доказательствами и требуют принципиально иного подхода для понимания того, что Бакстер почувствовал в 1966 году.
А что, если слово «разум» слишком мало?
Разногласия в этой области носят отчасти эмпирический, но также и концептуальный характер.
Немногие исследователи стали бы оспаривать тот факт, что растения воспринимают окружающую среду, обмениваются химическими сигналами, передают электрические сигналы, а также адаптируются и развиваются в соответствии с меняющимися условиями. Спор начинается тогда, когда эти способности описываются как «интеллект» или «сознание».
В 2006 году группа исследователей попыталась создать область науки под названием «нейробиология растений», и реакция была настолько сильной, что в итоге им пришлось изменить название, поскольку возражение было трудно опровергнуть: у растений нет нейронов — и, как утверждают некоторые ботаники, следовательно, они не могут обладать интеллектом или сознанием.
Из-за расплывчатых определений некоторые ученые утверждают, что область изучения интеллекта растений вообще не должна считаться научной дисциплиной. «Как ученые, мы должны иметь дело только с тем, что можно проверить и опровергнуть, а интеллект, с субъективным определением, не является ни тем, ни другим», — написал генетик Даниэль Чамовиц в своем эссе.
Стефано Манкузо предлагает противоположную интерпретацию. Он утверждает, что интеллект не обязательно должен быть централизован в мозге. Он рассматривает корневую систему растений как децентрализованную сеть, где множество растущих кончиков скоординированно воспринимают химические вещества, влагу, гравитацию и препятствия, чтобы принимать решения и решать проблемы. Манкузо говорит, что у растений другое физическое строение, но лежащая в его основе стратегия может быть той же.
Скептики, можно сказать, зашли в тупик. Если сознание определяется как нечто, создаваемое мозгом, то вывод о том, что безмозглые организмы им не обладают, просто повторяет определение. Возможно, нам не нужно определять этот термин так узко или создавать его с нуля. Давайте обратимся к прошлому.
Между машиной и разумом
Исторические представления могут помочь прояснить, если не разрешить, современную дискуссию.
Примерно 2400 лет назад Аристотель не рассматривал растения как сознательные существа, но и не считал их инертными, безжизненными объектами. Он называл их «threptikē psychē» — растительной душой, не являющейся ни разумом, ни чувствами, а внутренним принципом роста и выживания.
В классической китайской философии есть параллель с понятием цзыжань (自然), которое часто переводится на английский как «природа», но на самом деле означает нечто более близкое к «самобытию»: то, как нечто разворачивается из собственной природы существа без необходимости сознательного вмешательства. Корень, находящий воду, или лист, тянущийся к свету — действие происходит само по себе, субъект присутствует в этом разворачивании.
Мы постепенно утратили эту промежуточную категорию между «механическим объектом» и «сознательным разумом», и дискуссия о растениях продолжается.
Дело не в том, что древние философы доказали наличие у растений сознания. У людей есть интуитивное чувство, что мозг необходим для формирования внутреннего ощущения собственных убеждений, и это не то, что когда-либо было проверено.
Бакстер провел остаток своей жизни, убежденный в том, что растения обладают тайной внутренней жизнью. Научные исследования, проведенные позже, усложнили некоторые из его открытий. И все же он был прав, удивляясь. Он посмотрел на комнатное растение, которое никто не замечал, и спросил, есть ли кто-нибудь дома.
Честный ответ таков: мы до сих пор не знаем до конца. У растений может не быть разума, а может быть, он и есть, и мы до сих пор не можем его понять.