[286] миколог Мерлин Шелдрейк, сын Руперта, описывает, как эти связи могут определять ключевые аспекты индивидуальности растения. В ходе одного из экспериментов ученые взяли вид грибка, который обычно живет в корнях солелюбивой прибрежной травы, и пересадили в засушливую траву, которая не переносит морской воды. Способность приспособиться к соли считается отличительной чертой вида. Но неожиданно оказалось, что трава, предпочитающая засушливую почву, прекрасно себя чувствует в морской воде[287].
Было доказано, что сладость помидоров[288], аромат базилика[289] и свойства эфирного масла мяты меняются в зависимости от вида грибков, с которыми соседствует растение.
Было обнаружено, что концентрация лекарственных соединений в эхинацее[290], ароматических веществ в пачули[291] и антиоксидантов в головках артишока[292] увеличивается в присутствии определенных грибковых помощников. Список можно продолжать бесконечно. Определить, где заканчивается растение и начинается гриб, становится сложно. На самом деле, кажется, не стоит задаваться вопросом, является ли растение самим собой без грибов.
Некоторые данные свидетельствуют о том, что растения, которые изначально появились на эволюционной сцене в виде аморфных зеленоватых водорослей, стали впервые тянуться вверх, развивая стебель, именно для того, чтобы поселить у себя полезные грибки. «То, что мы называем „растениями“, на самом деле является грибками, которые эволюционировали, чтобы выращивать водоросли, и водорослями, которые эволюционировали, чтобы выращивать грибки», – утверждает Шелдрейк. К тому времени, когда появились первые корни растений, они уже были связаны с грибами в течение пятидесяти миллионов лет. По мнению некоторых ученых, корни – это буквально продукт грибкового влияния, созданный, чтобы скрепить растения и грибы[293].
Более того, эти хитросплетения могут быть взаимовыгодными как для растений, так и для грибов. Грибы, живущие в темноте под землей, не способны к фотосинтезу. Поэтому они получают необходимый для жизни углерод от своих собратьев – растений, которые целыми днями производят богатые углеродом сахара и жиры из солнечного света и воздуха. Взамен грибы поставляют растениям почвенные минералы, такие как фосфор, медь и цинк, которые они добывают из горных пород и разлагающихся материалов и в которых растения нуждаются, но не всегда могут получить самостоятельно.
Эти отношения являются взаимовыгодным сожительством представителей разных видов, но это не значит, что для всех участников они выгодны в равной степени. В одной системе несколько видов грибов могут быть связаны с несколькими видами растений, каждый из которых имеет собственный знаковый подход к решению вопросов. В некоторых случаях было обнаружено, что грибы «берут» с растений больше углерода в обмен на передачу меньшего количества фосфора, когда этого минерала не хватает, и поступают наоборот, когда фосфора много[294]. Ученые до сих пор не знают, как грибы управляют этими взаимодействиями, а тем более как они координируют свои действия в огромных мицелиях[295].
Однако у растений есть свои стратегии, позволяющие извлекать максимум пользы из этих грибковых объединений: исследователи обнаружили, что растения могут перенаправлять углерод к грибковым штаммам[296], которые склонны поставлять им большее количество фосфора. Это говорит о том, что ни растения, ни грибы не имеют полного превосходства в отношениях друг с другом; компромиссы и договоренности существуют повсеместно, и поэтому долгие эволюционные отношения между этими двумя царствами продолжаются.
О взаимоотношениях между грибами и растениями можно узнать многое, но какие изменения происходят, когда корни разных растений сталкиваются друг с другом в ризосфере?
Когда один или несколько корней обнаруживают в почве участок с большим количеством питательных веществ, другие перенаправляются туда в течение нескольких часов или дней.
Корни, выросшие на участке, который впоследствии истощается, можно подрезать, а свежие прорастают по мере возникновения новых потребностей. Способность корней к скоплению в одном месте[297] – когда каждый растет самостоятельно, но согласованно с другими, – побудила некоторых ученых провести сравнение с колониями животных, такими как муравейники, пчелиные ульи или косяки рыб, каждая из которых представляет собой самоорганизующуюся систему, состоящую из отдельных особей. Каждый муравей существует сам по себе, добывая пищу, но при этом постоянно служит всему муравьиному сообществу. Если один муравей встречает хороший участок с пищей, другие особи перенаправляются к нему. Колония находится в постоянном движении и меняет поведение по мере возникновения новых условий в окружающей среде. Этот «интеллект роя» предполагает координацию действий множества особей, каждая из которых обладает собственным мозгом, но настолько тесно объединена в сеть, что функционирует как своего рода коллективный организм, единое целое, состоящее из множества моделей восприятия. Корни во многом можно описать таким же образом. Каждый кончик корня действует как собиратель и как датчик[298], передавая информацию о ризосфере всей корневой системе, заставляя архитектуру корневой сети растения меняться и менять форму, как это бывает с щебетанием скворцов или поведением косяка гольянов.
Джей Си Кэхилл из Университета Альберты в Канаде известен работой над концепцией, согласно которой корни активно добывают себе пищу[299]. Выражение «добывать корм», которое подразумевает намеренное, направленное поведение, он выбрал совершенно осознанно. Да и термин «поведение» Кэхилл предпочитает употреблять всегда, когда возможно[300], отмечая, что сам он занимает достаточно «высокое положение», чтобы использовать его с чистой совестью, не беспокоясь о безопасности своей работы или репутации. «У зообихевиористов есть очень хорошая теория», – говорит он и советует ботаникам обратить на нее внимание, чтобы получить ответы на вопросы о том, как живут растения. В конце концов, растения, похоже, повторяют многие поведенческие принципы, обычно наблюдаемые у животных. Например, в 2019 году Кэхилл в соавторстве с Ямаво опубликовал работу, где обнаружил, что, если подвергнуть растение стрессу, повредив жилки на листьях, оно будет принимать неверные решения о добыче пищи[301]. Вместо того чтобы пустить больше корней в участки почвы с высоким содержанием питательных веществ, оно станет равномерно распределять корни как в участках, где мало питательных веществ, так и в участках, где их много. Это неэффективно и нехарактерно. Через некоторое время, возможно, немного подлечившись, растение, кажется, приходит в себя и снова принимает выгодные решения о размещении корней[302]. «Это подражание человеческой психологии», – говорит Кэхилл. Существует множество доказательств того, что люди, находясь в состоянии стресса, – например, когда они голодны или устали, принимают неверные решения[303].
Стоит отметить, что Кэхилл женат на Коллин Кассади Сент-Клер, профессоре биологии, изучающей пум, койотов и медведей. Супруги являются соавторами нескольких работ, и легко представить, что за их обеденным столом происходит своего рода перекрестное опыление идей. «Я считаю, что нам нужно перестать рассматривать растения, людей, животные организмы, которые отличны от людей, как имеющие разные эволюционные мотивы. У нас они одинаковые, – утверждает Кэхилл. – Не то чтобы я рассматривала растения и людей как аналоги, это просто результаты одного и того же процесса. Естественному отбору все равно, к какому таксону вы принадлежите».
Кэхилл изучает взаимосвязь между поведением растений и экологией сообществ: кто где находится, сколько их и почему. Таким образом, Кэхилл выясняет, как растения ведут себя друг с другом, формируя социальные культуры и влияя на состав сообщества. То, как корни добывают пропитание, имеет самое непосредственное отношение к их социальному окружению. Корни в почве сближаются, расходятся, избегают и касаются друг друга. Пожалуй, нигде это не проявляется так ярко, как на примере подсолнечника. Мы уже знаем, что подсолнухи прекрасно ориентируются в пространстве над землей, изменяя угол наклона стеблей, чтобы не затенять братьев и сестер. Но они еще более точны в своих движениях под землей. В 2019 году Кэхилл и исследователь Меган Люботина обнаружили, что подсолнухи учитывают социальное окружение[304], чтобы решить, где разместить свои корни. У подсолнухов один центральный стержневой корень и множество разветвленных боковых. Когда Кэхилл и Люботина выращивали одиночные подсолнухи, они обнаружили, что растения быстро находили участок почвы с высоким содержанием питательных веществ и размещали там большую часть корней. Но когда подсолнухов стало больше, появилась четкая структура социального этикета.
Если участок почвы с высоким содержанием питательных веществ находился ровно на полпути между подсолнухом и его соседом, подсолнух пускал корни в другом месте, часто уходя дальше вглубь почвы, чтобы избежать конкуренции.