Таинственная сеть растений может оказаться опаснее, чем считалось

Когда «древесная паутина» была впервые описана в журнале Nature в 1997 году, наш взгляд на жизнь растений приобрел утопический оттенок. Но новое исследование предполагает, что эта коммуникационная сеть между растениями может быть не такой уж альтруистичной — и даже может использоваться для саботажа. Статья с результатами была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Растения могут посылать и получать химические сигналы с помощью микоризных грибковых сетей, которые соединяют их корни под землей. Это явление было описано лесным экологом Сюзанной Симард и ее коллегами почти три десятилетия назад, и теперь его ласково называют «древесной паутиной».

Например, ученые заметили, что когда гусеница откусывает кусочек листа томата, соседнее растение, связанное с первым микоризной, увеличивает выработку ферментов, отпугивающих насекомых, в своем генетическом арсенале.

Легко предположить, что подвергшееся атаке растение активно посылает соседям предупреждающий сигнал, словно персонаж фильма ужасов, попавший в ловушку: «забудьте обо мне — спасайтесь сами!» И именно так многие интерпретируют это явление.

Однако трио биологов из Оксфордского университета и Амстердамского свободного университета (VU) подозревают, что такой взгляд на коммуникацию растений может быть слишком радужным.

«Нет никаких сомнений в том, что информация передается. Организмы постоянно обнаруживают и обрабатывают информацию об окружающей среде», — говорит эволюционный биолог из VU Тоби Кирс. «Вопрос в том, посылают ли растения сигналы, чтобы предупредить друг друга. Возможно, как и сплетничающие соседи, одно растение просто подслушивает другое».

Команда использовала математические модели, чтобы выявить возможные эволюционные движущие силы предполагаемой системы предупреждающих сигналов.

Вполне логично, что растения могли эволюционировать, чтобы распознавать признаки бедствия среди своих сородичей и реагировать защитными реакциями: физическая способность делать это помогает им отражать нападение собственных гусениц еще до того, как оно произойдет.

Но растение, посылающее этот сигнал, не обязательно выигрывает от этого взаимодействия. Моделирование команды показало, что предоставление соседям такого преимущества может на самом деле принести растению больше вреда, чем пользы. Эволюционное давление в их моделировании, например, конкуренция с соседними растениями за питательные вещества и солнечный свет, фактически отобрало против такой альтруистической черты.

«Действительно, отбор часто более склонен подталкивать поведение растений в противоположном направлении — когда растения подают нечестные сигналы об атаке, которая не произошла, или подавляют сигнал о том, что они подверглись атаке», — пишут авторы.

«Например, растения могут подавать сигнал о нападении травоядного животного, даже если такового нет», — говорит Томас Скотт из Оксфордского университета. «Растения могут извлечь выгоду из нечестной сигнализации, поскольку она наносит вред их местным конкурентам, обманывая их и заставляя вкладывать средства в дорогостоящие механизмы защиты травоядных».

Однако природа может отсеять слишком часто плачущую гусеницу. Если ложь достаточно плодовита, растения могут вообще перестать «доверять» сообщениям от своих соседей.

В любом случае, мы снова и снова видим примеры того, что часто интерпретируется как «честная сигнализация» в растительном мире. Основываясь на своих моделях, авторы рассуждают о том, что, помимо альтруизма, должно быть какое-то другое эволюционное преимущество.

Одним из вариантов является то, что растению, находящемуся в осаде, слишком сложно заглушить химический крик, который непреднамеренно предупреждает соседей о готовящейся атаке.

«Например, в природе может оказаться слишком затратным или даже невозможным подавить все сигналы нападения травоядных животных, учитывая огромный объем и разнообразие таких сигналов, передаваемых по воздуху или через грибковые сети», — пишут авторы.

Другой вариант заключается в том, что грибы, а не растения, посылают предупреждающие сигналы, дергают рычаг в своего рода подземной проблеме тележки. Они заинтересованы в том, чтобы обеспечить выживание как можно большего количества растений-хозяев, а не защищать только одно.

Возможно, в каком-то смысле «лесная паутина» имеет больше общего с нашим Интернетом, чем нам хотелось бы признать: она также может быть переполнена дезинформацией и эгоистичными интересами.