Ученые нашли у мха электрические волны, напоминающие работу мозга
Ученый обнаружил в подушечках мха удивительно сложную электрическую активность, волнами расходящуюся по всей его поверхности — исследование опубликовано в журнале Royal Society Open Science. Автор работы, Энди Адамацки, вообще-то специалист по информатике — его давно увлекают нестандартные «вычислительные» системы вроде слизевиков или грибных сетей, и на этот раз его внимание привлек самый обычный мох Brachythecium rutabulum.
Растение без сосудов, но с координацией
«Растения и мхи демонстрируют разнообразные формы электрической активности, однако организации эндогенных сигналов у мхов уделялось мало внимания», — пишет Адамацки в своей статье.
По его выводам, подушечки мха ведут себя как «пространственно распределенные возбудимые системы», потенциально способные координировать и объединять электрические сигналы и в пространстве, и во времени.
На самом деле моховая подушка — это не одно растение, а множество отдельных клонов одного и того же крошечного мха. Если приглядеться к такому зеленому ковру, видно, что он состоит из простых листочков на тонких стебельках, похожих на листья более крупных растений. Но стебли мха гораздо хуже приспособлены для переноса воды и питательных веществ — у мхов вообще никогда не появилось настоящей сосудистой системы, как у более сложных растений, поэтому они и не могут вырасти выше нескольких сантиметров. Их листовидные структуры состоят всего из одной клетки, а корней у мха нет вовсе.
Но отсутствие сосудов не значит, что колония мха не может обмениваться информацией другими способами.
Как удалось поймать электрические сигналы
Для эксперимента Адамацки собрал образцы мха B. rutabulum в естественной среде обитания в Северном Сомерсете, в Великобритании. В лаборатории он воткнул электроды прямо в комки мха, чтобы отследить любую электрическую активность, проходящую через эту влажную зеленую массу.
Мхи, как и многие растения, живут в замедленном темпе, поэтому Адамацки записывал электрическую активность в течение нескольких дней.
«Это позволило зафиксировать богатый репертуар электрических событий, включая компоненты, соответствующие как физиологической активности, так и более медленным процессам, связанным с дрейфом — быстрые осцилляционные импульсы, более медленные ритмические колебания и очень медленные волны деполяризации», — сообщает он.
«Помимо описанных классов, мы также наблюдали импульсы, напоминающие высокоамплитудные потенциалы действия и нейроноподобные последовательности импульсов» — то есть сигналы, по форме похожие на те, что генерируют настоящие нейроны в мозге животных.
Мох ведет себя как единая сеть
Часть электрических волн была быстрой, другая — медленной и колебательной. Важная деталь — эти сигналы, как правило, распространялись по всей поверхности мха, а не оставались запертыми в одном месте, и следовали определенным закономерностям на разных временных масштабах.
Судя по этим результатам, мох ведет себя как динамичная, взаимосвязанная система, а не как совокупность независимых клеток.
Какие осторожные выводы делают ученые
Прежде чем говорить наверняка, способны ли мхи выступать в роли «реагирующих сенсорных сетей или распределенных субстратов для биовычислений», как предполагает Адамацки, потребуются куда более подробные исследования.
«Эта многослойная организация подтверждает формирующееся мнение о том, что мох может служить естественным, энергоэффективным живым субстратом для биогибридного зондирования и нетрадиционных вычислений», — пишет ученый.
Но даже простое понимание того, чем на самом деле заняты эти скромные зеленые растения, прячущиеся в трещинах и щелях привычного нам мира, само по себе способно удивить.
