Известно, что многочисленные опылители собираются вокруг растений, на которые за несколько минут до этого садился другой опылитель. В таком случае растению имеет смысл предугадать появление пчелы. Но, может быть, чашечка на самом деле представляет собой спутниковую антенну, с помощью которой растение прослушивает своих опылителей? Хадани и ее соавтор Марин Вейтс, в то время аспирантка в лаборатории Хадани, обнаружили, что, если снова воспроизвести запись звука летящей пчелы, на этот раз с помощью отслеживающего движения лазера, нацеленного на энотеру, вибрации цветка совпадают с длиной волны записи пчелы. Цветок действовал как усилитель, вся его форма напоминала своего рода резонансный динамик. Затем команда отщипнула несколько лепестков, испортив идеальную чашу цветка, и повторила эксперимент; на этот раз он не смог резонировать на частоте пчелы. В данном случае цветок определенно был частью растения, которая отвечает за «слух», и это позволяет предположить, что он приобрел форму чаши по той же причине, по которой спутниковые антенны делают вогнутыми. «Мы нашли потенциальный орган слуха, которым является цветок», – сказала Хадани. Теперь, когда она смотрит на цветы, ей везде мерещатся уши.
Похоже, подобной чувствительностью к акустическим сигналам обладают корни. Ведь если половина вашего тела спрятана под землей, уши нужны не только наверху? Внизу тоже есть что послушать. Спросите хотя бы у крота. Или, если вы Моника Гальяно, спросите горох.
Проростки гороха в лаборатории Гальяно в Университете Западной Австралии выглядели так, будто на них надели гигантские пластиковые штаны. Кудрявая верхушка каждого молодого побега выглядывала из верхней части трубки из ПВХ. Снизу трубка раздваивалась на ножки по форме перевернутой буквы Y. Гальяно проверяла способность гороха слышать, а точнее – слышит ли он движение воды. Штанишки из ПВХ представляли собой Y-образные лабиринты – ту же концептуальную структуру, которая используется для тестирования обучения и поведения лабораторных мышей. В данном случае Y-лабиринт проверял, в каком направлении будут расти корни гороха. В нижней части каждой «штанины» Гальяно поместила отдельный лоток. Через несколько дней роста корни гороха натыкались на развилку в трубе и должны были определиться, подобно тому, как мышь решает, куда повернуть в лабиринте. В первой серии экспериментов в одном лотке было несколько чайных ложек воды, а другой был пуст. Хорошо известно, что корни растений способны определять «градиенты влажности» в почве, что позволяет им находить воду в непосредственной близости, и, как и ожидалось, почти каждый побег гороха отрастил корни в сторону лотка с водой[137].
Далее Гальяно повторила эксперимент, но вместо воды, свободно поступающей в лоток, подавала воду через герметичную пластиковую трубку у основания одной из ножек Y-образной конструкции, в то время как другая ножка оставалась над пустым лотком. Аквариумный насос постоянно подкачивал запасы воды. На этот раз у растения не было возможности определить влажность, оно могло только слышать живой звук текущей воды. Но и в этом случае почти каждое растение гороха отрастило корни в направлении, откуда исходил звук бегущей воды. Затем растениям предоставили выбор между лотком с водой и водой, текущей по закрытой трубе. В этом случае они выбрали открытую воду, что говорит о том, что для них важнее реальная влага – гарантированный напиток, чем звук воды. По мнению Гальяно, проростки способны воспринимать различные сенсорные сигналы, распределяя их по степени важности для своего здоровья. Но что еще важнее, они способны слышать звук реальной проточной воды и двигаться к нему.
Результаты эксперимента, скорее всего, не удивят сантехников. Они привыкли к досадному явлению, когда корни деревьев прорастают сквозь герметичные водопроводные трубы. Города ежегодно тратят миллионы на ремонт муниципальных труб, пробитых «корнями». Например, в Германии на это уходит примерно 37 млн евро в год[138]. Лесная служба США считает, что половина всех случаев засоров канализации происходит по вине проросших в трубы корней[139].
И вот теперь Гальяно призывает коллег-исследователей подумать о том, что еще могут слышать растения[140]. Если они улавливают звуки, исходящие от животных, то могут ли они слышать друг друга? Давно известно, что растения издают очень тихие щелкающие звуки, когда пузырьки воздуха лопаются при движении воды вверх по стеблю. Этот процесс называется кавитацией, и эти «кавитационные щелчки», похоже, усиливаются, когда растения испытывают стресс от засухи[141]. В этом есть смысл: меньше воды – больше пузырьков воздуха в стебле. Гальяно задалась вопросом, могут ли эти щелкающие звуки быть намеренными высказываниями, а не просто случайно выскочившими пузырьками.
Хадани, которая стояла у истоков исследования энотеры, в 2023 году сделала открытие, ставшее первым убедительным доказательством, что теория кавитационных щелчков может быть верна[142]. Вместе с Йосси Йовелем, изучающим звуки летучих мышей, они прикрепили микрофоны к пшенице, кукурузе, виноградным лозам и кактусам и записали ультразвуковые щелчки. Я прослушала записи, ускорив их и увеличив звук до приемлемой громкости. Звуки напоминали хлопанье попкорна или энергичное печатание.
Казалось, что у каждого вида растений своя частота щелчков. Например, кактус звучал совсем иначе, чем виноград. Но что самое интригующее, что характер щелчков кардинально менялся в зависимости от состояния растений, объяснила Хадани. Растения в состоянии стресса, обезвоживания звучали иначе, чем политые и здоровые. Например, томаты, когда испытывали стресс от засухи, издавали в среднем тридцать пять звуков в час и менее одного, когда растение получало необходимое количество воды. Щелчки также резко усиливались, когда исследователи, выступая в качестве травоядных животных, обрывали лист. Растения в умиротворенном состоянии по сравнению с поврежденными вели себя очень тихо. «Когда помидоры и табак чувствуют себя хорошо, они издают очень мало звуков», – подметила Хадани.
Команда Хадани разработала модели машинного обучения, способные отличать звуки растений от общих шумов и определять их состояние – сухие, срезанные или неповрежденные – исключительно по издаваемым звукам. Это, безусловно, открывает новые возможности для фермеров, которые с помощью ультразвуковых датчиков смогут однажды услышать мольбы растений о поливе.
Но еще интереснее понять, что это может означать для общения растений. Идентификация и состояние здоровья – это огромный массив информации, доступный любому, кто может ее услышать. У людей, если звуки не усилить, такой способности нет. А вот у мотыльков есть. А еще у летучих и обычных мышей. Звуки, которые записала Хадани по своим вычислениям, маленькие существа смогут услышать на расстоянии до шестнадцати футов[143]. Способны ли животные – или, что интересует прежде всего нас, другие растения – обнаружить и распознать эти звуки? Другими словами, могут ли растения общаться с помощью звука? «Если мы можем разговаривать, то и другие организмы на это способны», – говорит Хадани.
В телефонном разговоре Хадани рассказывала о своих результатах осторожно, опасаясь их преувеличить: они ничего не говорят нам о намерениях растения, издающего щелчки. Щелканье может быть просто побочным результатом физического явления, как, например, урчание желудка, когда мы голодны. «Я пока не называю это языком. Потому что язык предполагает наличие двух сторон». Но даже в самом консервативном случае она считает вероятным, что есть кто-то, кто слушает. Если быстрые щелчки означают, что растение страдает от засухи или ему досаждают насекомые, другие экземпляры могут использовать эти звуки как предупреждение. Возможно, они закроют свои устьица или повысят иммунный ответ. Именно это Хадани планирует изучать дальше, и она только что получила на эти цели солидный грант.
Но что это означает для растения, посылающего щелчки? Может ли оно делать это намеренно? Вот тут-то все и становится запутанным. Мы знаем, что, как только один организм начинает использовать информацию, предоставленную другим живым существом, часто вмешивается эволюция, чтобы усовершенствовать организм, который это делает. «Действие может быть совершенно пассивным, но если другие реагируют на него, то естественный отбор может воздействовать на того, кто производит это действие», – говорит Хадани. Другими словами, звуки могли выйти за рамки малозаметных случайных шумов. Теперь они могут быть оптимизированы, чтобы служить вполне реальной цели – например, общению. «Это сложно. Мы пришли к этим выводам, рассуждая об инструментах для общения. Наука – процесс длительный. Мы еще далеки от конечной точки пути», – подмигивает Хадани.
Гальяно сравнила эту ситуацию с той, что возникла с сонаром летучих мышей[144]. После появления первых доказательств наука более века отказывалась верить в то, что летучие мыши используют для ориентации в пространстве звук. Казалось, для животных такие способности уж слишком. Нигилизм ученых затормозил открытие эхолокации у летучих мышей, но не может ли то же самое происходить с растениями?
Действительно, некоторые предположили, что эхолокация – это одна из причин, побуждающих растение издавать звук. Известно, что ползучие лианы, будучи еще небольшими ростками, кружат в воздухе в поисках вертикальной опоры для лазания и, похоже, определяют положение подходящей поверхности задолго до того, как вступают с ней в контакт. Стефано Манкузо, один из первых нейробиологов растений и частый соратник Гальяно, использовал видеозапись с замедленной съемкой для наблюдения за подобными явлениями у бобовых растений, когда они ищут и находят близлежащий металлический столб. И снова кавитация – чисто случайный звук всплывающих пузырьков воздуха при движении жидкости по стеблю – кажется логичным объяснением. Но может ли что-то быть случайным в живом организме? Манкузо предполагает, что для определения положения столба лозы могут использовать эхолокацию