Биосфера полна странных и удивительных явлений. Достаточно просто взглянуть на акул-домовых и утконосов. Биология может многое рассказать о том, почему в мире все так, как есть, но время от времени происходит нечто такое, что заставляет биологов лишь пожимать плечами.

1. Зевота

Есть три вещи, способные почти наверняка заставить любого из нас зевать: усталость, скука и зрелище зевающего человека. Первые две в какой-то степени связаны между собой, а третья – это та самая коварная и заразительная зевота, которая всех раздражает. Но независимо от того, что происходит вокруг, когда вы начинаете зевать, стоит отметить, что с биологической точки зрения это действие не имеет никакого смысла.

Однако этот феномен в равной степени распространен и у людей и у животных, и даже если зевота указывает на то, что вы устали, причина, по которой это происходит, остается загадкой. Какой толк широко раскрывать рот, если речь идет о физической усталости?

Исследования показали, что гормоны, выделяющиеся при зевании, вызывают очень кратковременное увеличение частоты сердечного ритма, которое может оказать легкий тонизирующий эффект, если вы устали, однако, гораздо чаще зевоту можно ошибочно принять за признак сонливости.

Тот факт, что большинство людей зевают, когда просыпаются, и то же самое делают перед тем, как уснуть, еще больше сбивает с толку. Таким образом, приходится констатировать, что истинная природа и функция зевоты до сих пор так и не установлена.

2. Почему мы плачем

В детстве мы плачем по самым разным причинам: из-за ободранного колена, потерянной игрушки и так далее. Почти все мы плачем над луком, но это исключительно из-за выделяемых им летучих химических веществ. Когда плачет младенец, для него это единственный способ привлечь внимание. Но почему нас заставляет плакать грустный фильм или красивая музыка?

Эмоциональные слезы с точки зрения биологии не имеют никакого смысла. Они ничего нам не дают. Вы можете возразить, что плач высвобождает химические вещества, которые позволяют нам чувствовать себя комфортно, безопасно и так далее. Но сами слезы для этого совершенно не нужны.

Мы можем плакать от ярости, страха или горечи. Но каковы бы ни были эмоции, вызвавшие слезы, у науки нет никакого объяснения, почему это вообще происходит. Физически, все, что делают слезы, это промывают и смазывают наши газа. Они удаляют загрязнения и поддерживают чистоту. А что еще они делают – этого никто до сих пор не знает.

3. Танцующий лес

Сосна – одно из самых распространенных деревьев на планете. Если вы находитесь в Северном полушарии, скорее всего, вас окружают эти красивые хвойные великаны. Они встречаются, в Соединенных Штатах, Канаде, России, Китае и почти везде на севере. В целом можно сказать, что они выглядят так же, как и большинство нормальных деревьев. За исключением одного места.

В России существует удивительное явление, которое называется «танцующим лесом». В Калининградской области есть место, где растет много сосен, но в отличие от других мест, здесь у них весьма причудливый вид. Они изгибаются, скручиваются и извиваются в спирали, как будто какой-то великан завязывал их в узлы.

Деревья, о которых идет речь, были посажены в шестидесятые годы прошлого столетия, и они не должны были быть столь необычными. Существуют теории, согласно которым дело в рыхлой песчаной почве или в гусеницах, которые повреждают их первые почки и делают хилыми и болезненными. Говорят также о ветре и даже о каком-то искусном лесоводе, который совершает различные манипуляции с деревьями по мере их роста. Однако, до сих биологам пор так и не удалось найти убедительное объяснение этому феномену.

4. Почему у нас есть отпечатки пальцев

Первое использование дактилоскопии для осуждения преступника относится к 1910 году. Таким образом, мы уже более ста лет понимаем уникальность отпечатков пальцев. Но, ведь совершенно очевидно, что они у нас имеются вовсе не для того, чтобы нас поймали за совершенное преступление. На самом деле, приходится признать, что никто не знает, зачем они нам нужны.

Если говорить о причудах биологии, трудно найти более необычную, чем эта. У каждого человека в мире есть свой уникальный папиллярный узор, но никто не может объяснить его природу и назначение. За исключением того, что, когда эта теория подвергается проверке, она ее не выдерживает.

Текстура подушечек пальцев на самом деле не увеличивает трение между пальцами и предметами, которые мы держим. Напротив, она уменьшает трение и затрудняет захват предметов, поскольку уменьшает площадь соприкосновения.

Другая теория об отпечатках пальцев заключается в том, что они помогают нам получать тактильные ощущения и собирать информацию. Но такова ли на самом деле их цель? «Может быть» – это лучший ответ, который есть на сегодняшний день у науки.

То, что женщины и мужчины существенно отличаются друг от друга, мы знаем давно. Большинство этих различий заложены матушкой природой. Нам все это известно, но о каких конкретно различиях идет речь? Отбросив в сторону очевидные физиологические моменты, мы предлагаем вам 15 самых интересных фактов о мужском и женском организме, многие из которых известны лишь людям, сведущим в этом вопросе.

1) Большинство новорожденных с врожденными дефектами развития мальчики. И это вполне объяснимо, ведь у девочек в любом случае есть дополнительная пара X-хромосом.

2) Распределение жировой ткани в организме также отличается. Неслучайно процедура липосакции более распространена у женщин, чем у мужчин, ведь у женщин жир, откладываясь, формирует своеобразное кольцо вокруг низа живота и бедер. У мужчин жир откладывается между органами, его еще называют висцеральным, а потому липосакция в этом случае бессильна.

3) Митохондриальные заболевания передаются ребенку исключительно от матери и никогда – от отца.

4) Мужчины страдают от заикания в 3-10 раз чаще, чем женщины.

5) Слух с возрастом портится у всех. Но, как выясняется, у женщин и мужчин он портится по-разному. Так, женщины с возрастом перестают слышать низкие звуки, в то время как мужчины начинают хуже воспринимать высокие. Теперь ясно, почему с возрастом парам становится все сложнее понимать друг друга (шутка, конечно).

6) Кровеносная система тоже отличается у представителей разных полов. Так, у мужчин в крови больше эритроцитов и меньше воды, а у женщин процент эритроцитов на 20% ниже чем у мужчин, в то время как воды в крови у женщин содержится больше. Кроме того, по мужскому организму кровь циркулирует достаточно равномерно, а у женщин циркуляция, а, следовательно, и концентрация крови значительно выше в области таза и жизненно важных органов.

7) К слову о жизненно важных органах – они тоже отличаются. И речь не о признаках пола, как многие могли бы подумать. Одно из отличий кроется в печени: около 1000 генов, которые варьируются в зависимости от пола, связаны с работой печени. Именно поэтому все, что перерабатывается с её участием, перерабатывается с разной скоростью.

8) Лица у нас тоже отличаются существенно. Помимо очевидных различий, вроде более резких черт лица, ученые также выявили, что лица женщин в среднем, шире, чем у мужчин.

9) Форма черепа тоже разнится. Так, внешний затылочный бугор (расположенный в нижней задней части черепа) несколько больше у мужчин, чем у женщин.

10) Средний процент интеллектуальных отклонений у мужчин выше, чем у женщин. Этим часто объясняют и больший процент, как гениев, так и умственно отсталых. В дополнение к вышесказанному, следует заметить, что случаи аутизма у мальчиков также встречаются в 4 раза чаще, чем у девочек.

11) И даже дышим мы, как выяснятся, несколько по-разному. Мужчины получают большую часть энергии в результате анаэробного дыхания, а женщины, напротив – в результате дыхания аэробного.

12) Неспроста принято считать, что женщины лучше поддерживают порядок в доме, чем мужчины. И хотя это – скорее вопрос воспитания и самодисциплины, биологически, женщинам должно быть легче заметить вещи, лежащие не на своих местах. А все потому, что женщины обладают лучшим периферическим зрением, в то время как мужчины лучше владеют визуальным поиском. Кроме того, женщины лучше различают цвета. И это — не что иное, как проделки эволюции, которая приспособила одних – для охоты, а других – для собирательства и ведения быта.

13) Даже с сердцем связаны некоторые различия. Например, симптомы сердечного приступа у мужчин довольно четкие: по ним сразу понятно, что происходит. Что же касается женщин, симптомы сердечного приступа могут быть гораздо более неожиданными, настолько, что не всегда понятно, что же происходит с несчастной.

14) У мужчин лучше развито пространственное мышление.

15) Смертность среди мужчин выше почти по всем заболеваниям, исключая, разве что, типично-женские недуги, вроде рака молочной железы и прочих подобных болезней.

Отсутствие мозга и нервной системы не мешает растениям воспринимать окружающий мир, учиться и запоминать, общаться друг с другом и реагировать на внешние угрозы. Это сложные и высокоорганизованные существа. Как говорит один из ведущих исследователей растений Иэн Болдуин, «вопрос заключается не столько в том, умны растения или нет, сколько в том, хватит ли у нас ума, чтобы их понять».

В 1973 году в США стала бестселлером книга «Тайная жизнь растений». Ее авторы утверждали, что растения могут отличать рок от классической музыки, чувствовать эмоции и телепатически читать чужие мысли. Тыквам нравится Брамс, Шуберт и Бетховен — а если включить рок-н-ролл, они замедляют рост и пытаются уклониться от динамиков.

Если верить Питеру Томпкинсу и Кристоферу Берду, растения не только обладают утонченным музыкальным вкусом, но и способны предсказывать будущее, чувствовать опасность и реагировать на чужие страдания. Авторы ссылаются на эксперименты криминалиста Клива Бакстера, он исследовал разум растений с помощью полиграфа. Кустики драцены душистой впадали в стресс, когда Бакстер собирался их поджечь. Рододендрон мог отличить правдивые высказывания от лживых. Филодендрон сочувствовал погибающим в кипятке креветкам.

Ученые все эти наблюдения быстро опровергли, но они всё-таки повлияли на культуру: люди стали разговаривать с растениями и включать им Моцарта. Как указывает израильский биолог Дэниел Чамовиц, «Тайная жизнь растений» скорее затормозила развитие науки о растительном поведении. Любого, кто начинал проводить параллели между способностями животных и растений, тут же начинали считать сумасшедшим или шарлатаном.

Фикус вряд ли умеет читать ваши мысли и не впадает в депрессию, когда вы включаете black metal. Зато теперь мы знаем, что растения чувствуют силу земного притяжения и электромагнитные поля, на большом расстоянии ощущают влажность и считывают градиенты многих химических веществ. Они общаются друг с другом с помощью сложных химических сигналов и подземных корневых соединений, отпугивают вредителей и заботятся о потомстве.

У растений действительно есть «тайная жизнь», и она оказалась гораздо интереснее фантазий Томпкинса и Берда.

Что изучает нейробиология растений

В 2006 году группа из 36 ученых объявила о создании нового научного направления — растительной нейробиологии. Его участники доказывают: несмотря на то, что у растений нет нейронов и центральной нервной системы, они обладают развитыми интеллектуальными способностями. Растения активно приспосабливаются к своей среде обитания, обладают памятью и способностью к обучению — по крайней мере, в зачаточном состоянии.

Растения «думают» — конечно, не так, как люди и животные, но не менее эффективно. Многие современные исследователи определяют интеллект как способность решать проблемы. Если мы согласимся с этим определением, то нам придется признать, что растения очень интеллектуальны.

Интеллект — это свойство жизни, которым обладает даже самый примитивный одноклеточный организм. Каждое живое существо постоянно вынуждено решать проблемы, которые, по сути, не очень сильно отличаются от тех, с которыми сталкиваемся мы.

— из книги Стефано Манкузо и Алессандра Виола «О чем думают растения?»

Почему нам трудно понять растения

Когда семечко отделяется от дерева, падает на землю и начинает прорастать, его судьба предрешена. Растения, в отличие от животных, навсегда привязаны к своему месту обитания. Наши эволюционные пути разошлись очень давно. Первые растения появились 1200 миллионов лет назад, а первые позвоночные животные — 650 миллионов лет спустя. Неудивительно, что нам так трудно понять растительную жизнь. Мы избрали подвижную стратегию существования, а растения — стационарную.

В трактате «О душе» Аристотель писал, что живые существа отличаются от неживых по двум характеристикам — движению и чувствам. С Аристотелем вполне могли бы согласиться двухлетние дети. Как показал психолог Жан Пиаже, дети наделяют эмоциями и сознанием всё, что движется: воду, ветер, дым, облака.

Растения одушевить не так просто. Они тоже движутся, но делают это настолько медленно, что мы почти не замечаем.

Некоторые секвойи доживают до 2000 лет. Детство и юность деревьев тянутся намного дольше наших. Даже такие активные процессы, как распускание почек и развертывание листьев, занимают недели и месяцы. Нервная система делает нас очень быстрыми существами: сигналы от мозга к другим частям тела проводятся за долю миллисекунды. Связь между растительными клетками осуществляется с помощью кальция и других химических элементов. Электрические сигналы у них тоже есть, только проводятся они гораздо медленнее — около сантиметра в секунду.

Но скорость — плохой критерий разумности. Если бы Землю посетили инопланетяне, которые живут в сверхвысоком темпе, они бы тоже наверняка решили, что люди не сильно отличаются от камней или растений.

Как указывает один из самых заметных исследователей растительного интеллекта Стефано Манкузо, растения обладают тем же набором чувств, что и люди: зрением, обонянием, слухом, вкусовыми и тактильными ощущениями (вернее, их аналогами).

И еще как минимум пятнадцатью другими, включая анализ состава воды и светового спектра, распознавание патогенов, наклона почвы и магнитных полей.

Именно потому, что они всю жизнь проводят на одном месте, растениям очень важно получить как можно больше информации об окружающем мире. Для этого они не только взаимодействуют со средой обитания, но и активно общаются друг с другом. Как и мы, растения — социальные существа.

Как устроены растительные сообщества

Когда жираф начинает объедать акацию, она за секунды увеличивает содержание ядовитых веществ в своих листьях. Зоолог из Южной Африки Ван Хален обнаружил, что акации обмениваются сигналами, предупреждая друг друга о приближении травоядных. Жирафы это понимают и потому не переходят к следующему дереву, а продолжают трапезу метров через сто.


Многие растения могут распознавать неприятеля по составу слюны и в зависимости от этого выбирать стратегию защиты.

Акации научились рекрутировать муравьев, чтобы защититься от гусениц и насекомых. В обмен на сладкий нектар муравьи патрулируют ветви дерева и устраняют возможные угрозы. В нектар растение добавляет нейроактивную субстанцию, на которую муравьи подсаживаются, как на наркотик.
Растения передают свои сигналы не только по воздуху, но и под землей. Канадский эколог Сьюзен Симард обнаружила, что деревья на большом расстоянии связывают друг с другом подземные грибные сети. Корни деревьев и грибы образуют между собой симбиотическую связь — микоризу. По этой разветвленной сети деревья обмениваются водой, сахаром, калием и другими питательными элементами, а также предупреждают друг друга об опасности.

Симард выяснила, что деревья могут отличать родственные виды от неродственных. Материнские деревья формируют более обширные соединения со своим потомством, передают им больше углерода и даже приостанавливают рост корневой системы, чтобы предоставить детям больше свободного пространства. Деревья часто поддерживают своих родственников, которые пострадали от болезни или нападения травоядных. Питаясь через микоризу, растение может выжить, даже если полностью лишится своих листьев.

Растения связывают друг с другом распределенные сети — своего рода подземный интернет.
Но это еще не всё: каждое растение тоже представляет собой сеть. Как объясняет Стефано Манкузо, растения, в отличие от животных, имеют модульную структуру — у них нет незаменимых органов. Лишите растение 90 % частей, и оно необязательно погибнет.

Отсутствие нервной системы и центрального управления делает растения очень устойчивыми организмами. Интернет устроен именно по этим принципам. С точки зрения Манкузо, много миллионов лет назад растения изобрели наше свободное и децентрализованное будущее.

Обладают ли растения интеллектом

Растения умеют учиться. После особенно засушливого года деревья начинают экономить воду, даже если сейчас ее в избытке. У некоторых растений есть что-то похожее на условные рефлексы. Моника Гальяно исследовала мимозу, которая реагирует на прикосновения, складывая листья. Через равные промежутки времени на них капали водой: поначалу от падения капель листья закрывались, но спустя какое-то время перестали. Мимоза «поняла», что вода не представляет для нее опасности. Эта реакция сохранилась даже спустя 28 дней, когда опыт провели повторно.

Если у растений есть память, то она должна где-то накапливаться. Но где, если не в мозге?

Чарлз Дарвин в своей последней работе «Способность к движению у растений» предположил, что функцию мозга у растений выполняют корни. Они умеют обходить препятствия, не натыкаясь на них, издалека чувствуют источники влаги и питательных соединений. Они всегда находят самый короткий и оптимальный путь роста, умеют отличать полезные грибы от вредных, родственные растения от посторонних. А еще это самая долговечная часть растений.

Стафано Манкузо и Франтишек Балушка обнаружили на концах корней чувствительные структуры, в которых происходит наиболее высокое потребление кислорода.

Здесь вырабатываются особые электрические импульсы, напоминающие импульсы в нервных клетках. В корнях даже содержатся нейромедиаторы, хотя и неясно, какую функцию они выполняют. Но проблема в том, что у каждого растения есть миллионы корней — ничего похожего на централизованную нервную систему.

Растения — это не маленькие зеленые человечки, зарытые в землю. Скорее, они напоминают колонию муравьев или пчел. Отдельная пчела не обладает интеллектом, но вместе они демонстрируют весьма разумное и сложное поведение. Каждое растение — колония корней и листьев.

Растения смогли развить очень устойчивые и эффективные механизмы адаптации к своей природной среде. Чтобы признать их интеллектуальными существами, совсем необязательно наделять растения самосознанием и абстрактным мышлением.

Как жить в мире с растениями

В ответ на исследования растительного поведения некоторые философы и биологи стали переопределять понятие интеллекта. Еще в 1984 году чилийские ученые Умберто Матурана и Франсиско Варела приравняли мышление к восприятию и самоорганизации. Если они правы, то любое живое существо обладает разумом. Даже бактерии кое-что знают о своем окружении, иначе они просто не смогли бы в нем выжить.

Растения составляют около 99 % массы земной биосферы. Это говорит о том, что они очень хорошо научились решать проблемы выживания. Без нас растения легко обойдутся, а вот мы без растений — нет.

В романе «Ложная слепота» писатель-фантаст Питер Уоттс изобразил инопланетян, которые по техническому и интеллектуальному развитию намного превосходят человека, но при этом не обладают самосознанием. Их цивилизация — это огромный улей. Растения обладает этим же свойством и еще по крайней мере одним преимуществом — они не будут пытаться нас уничтожить.

Человеку трудно понять растительную жизнь, потому что она очень сильно отличается от нашей. Но лишать растения интеллектуальных способностей только на основании того, что они не обладают нервной системой — значит впадать в непозволительный зооцентризм, считает философ Майкл Мардер. Интеллект не возникает в какой-то определенной точке, а распределен по всему эволюционному древу. Прежде чем отвергать существование растительного разума, следует попытаться понять, что об этом думают сами растения.

В 2008 году Швейцарский федеральный комитет по этике в применении биотехнологий признал морально недопустимым преднамеренное причинение вреда растениям.

Считают ли в Швейцарии, что веганов пора лишить последнего обеда? Вряд ли. Скорее, это попытка обратить внимание на факт, что растения существуют не только для того, чтобы удовлетворять наши потребности. У них есть своя жизнь, о которой мы многого еще не знаем.

Что происходит в нашем организме при воспалении? Как лейкоциты узнают о проблемном месте и попадают в него? Конечно, в данном видео может встретиться какое-то количество непонятных терминов из биологии, но даже неподготовленный человек в общих чертах сможет понять суть процесса.

Гинкго двулопастный (Ginkgo bilŏba) - удивительное дерево. Его называют «живым ископаемым»: 50 видов растений из класса гинкговых были распространены по всей планете еще 200 млн. лет назад. Но около 100 млн. лет назад началось вымирание гинковых, так, что к концу мелового периода остался лишь один вид. Затем 7 млн лет назад гинкго исчез в Северной Америке, а 2,5 млн. лет назад — и в Европе.

Зато выживший вид, гинкго двулопастный, за миллионы лет своего существования выработал уникальные защитные механизмы от болезней и вредителей. Он также устойчив к загрязнению воздуха. Изучая продолжительность жизни отдельных экземпляров, ученые обнаружили необычное долголетие — 600 и даже 1000 лет. Недавнее исследование расширяет эти границы — вернее, убирает их: биологи не нашли вообще никаких признаков старения.

Ранее гинкго в основном изучались по листьям, но на этот раз группа ученых решила сосредоточиться на меристемах: тканях растений, состоящих из интенсивно делящихся и сохраняющих физиологическую активность на протяжении всей жизни клеток. Уровень камбия в тканях является показателем здоровья и роста растения.

Оказалось, что со временем годовые кольца гинкго становятся более тонкими, но это единственное возрастное изменение. Активность генов, способности к фотосинтезу, проращиванию семян, обновлению листьев и сопротивляемости к болезням совершенно одинаковы как у молодых, так и у старых деревьев.

«С возрастом иммунная система человека слабеет, что запускает череду заболеваний и процесс старения. Но у 1000-летних гинкго иммунная система точно такая же, как у 20-летних деревьев. Сосудистый камбий у G. biloba может сохранять способность к непрерывному росту в течение сотен лет или даже тысячелетий», – Ричард Диксон, биолог из Университета Северного Техаса.

Получается, что теоретически дерево может расти бесконечно – оно погибает только от внешних факторов, таких как удар молнии, ураган или пожар. Однако вероятнее всего, что наиболее древние гинкго изучены недостаточно: возможно, у них все же есть признаки молекулярного старения, которые ещё не удалось обнаружить.