Память мимозы: чему мы можем научиться у бактерий и растений

В основе всякой жизни, даже жизни растений и простейших организмов, лежит память. Нейрохирург Рахул Джандиал в книге «Нейрофитнес» приводит выводы исследований, доказывающих, что формирование воспоминаний — важнейший навык для выживания.

Можно решить, что для формирования памяти обязателен мозг, однако это не так. Присмотримся к Escherichia coli — кишечной палочке. Эта одноклеточная палочковидная бактерия обитает в кишечнике человека и большинства теплокровных животных и обычно безвредна, хотя иногда провоцирует пищевые отравления. Трудно поверить, но факт: кишечные палочки обладают подобием кратковременной памяти. Плавая в нашем организме в поисках пропитания, они придерживаются более или менее прямой траектории, пока не наткнутся на что-то, чем можно закусить. Тогда палочки останавливаются и поедают найденное, а потом прямо с этого места исполняют нечто вроде пируэта, описывая кружок вокруг точки, в которой находятся, в надежде отыскать поблизости еще что-нибудь вкусненькое. Убедившись, что все вкусное съедено, возобновляют движение по прямой траектории.

Впрочем, такая модель поведения свойственна большинству животных, она получила название «поиск в ограниченной зоне» (area-restricted search, ARS). Например, если голубь находит крошку хлеба под стулом, он будет топтаться там до тех пор, пока не склюет все остальные крошки, резонно предполагая, что там, где одна, могут быть и другие. И только потом вспорхнет с места, чтобы отправиться на поиски иного источника пропитания.

Обе составляющие этой стратегии имеют большой смысл: сначала убеждаешься, что найденное место полностью отработано и ничего съестного больше предложить не может, а потом с такой же методичностью выполняешь поиск на других территориях.

Но вот что действительно странно: память работает точно так же, посредством того же поиска в ограниченной зоне. Если я попрошу вас перечислить всех животных, каких можете вспомнить, скорее всего, вы начнете с категории «домашние питомцы» и назовете кошку, собаку, аквариумных рыбок, длиннохвостого попугая. Исчерпав эту категорию, вы (как голубь, склевавший все крошки под стулом) перейдете к следующей — домашние животные — и назовете корову, курицу, свинью, козу и лошадь. Убедившись, что не можете придумать больше ни одного животного из разряда «домашние», возьметесь за диких зверей: льва, тигра, обезьяну и т. д. Таким образом, процесс устроен одинаково: и когда кишечная палочка ищет в организме пропитание, и когда вы в гастрономе стараетесь вспомнить последний пункт в своем списке покупок (может, что-то из молочных продуктов? Из овощей? Фруктов? Из мясного?).

Интереснейшее исследование на эту тему опубликовал журнал Memory and Cognition, освещающий проблемы обучения, мышления, формирования памяти, психолингвистики и т. д. Авторы установили, что более умные люди назовут в общей сложности больше животных, чем те, у кого интеллект слабее, но только потому, что способны придумать больше категорий для ментального поиска. Ученые повторно провели этот тест, но уже с другим набором участников, предложили им использовать готовый список категорий животных (домашние питомцы, сельскохозяйственные животные, обитатели джунглей, лесов и т. п.). И что вы думаете? Разрыв между участниками исчез.

Эколог-эволюционист Моника Гальяно из Университета Западной Австралии провела ряд очень любопытных экспериментов, которые показали, что и растения способны к обучению.

В первой серии опытов Гальяно использовала многолетнее травянистое растение из семейства Бобовые Mimosa pudica, или мимоза стыдливая (ее часто называют недотрогой). Все знают: если дотронуться до мимозы или потрясти ее, листочки немедленно сворачиваются и поникают, а через несколько минут снова расправляются.

Гальяно решила проверить, может ли мимоза научиться не реагировать на определенного рода беспокоящее воздействие. Она поместила несколько десятков горшков с растениями в специальные механические держатели, которые периодически «роняли» их вниз примерно на 30 см. Когда горшки провалились в первый раз, листочки у мимоз моментально свернулись. Но поскольку держатели продолжали «ронять» горшки, растения в какой-то момент перестали реагировать, и листочки оставались развернутыми при очередном встряхивании. Было очевидно, что мимоза привыкла проваливаться. Растение научилось игнорировать эту помеху.

В 2016 году Гальяно опубликовала еще более поразительные результаты. Всем известно, что в процессе роста растения тянутся к свету. Моника провела эксперимент, чтобы выяснить, способны ли растения вырабатывать условные рефлексы, наподобие того, как знаменитый физиолог Иван Павлов выработал у подопытных собачек рефлекс слюноотделения в ответ на звонок, предвещавший кормление.

На этот раз Гальяно взяла для опытов 45 проростков другого растения семейства Бобовые Pisum sativum —гороха посевного и поместила вентиляторы и источники света в одном случае с одной и той же стороны от растений, а в другом — с противоположных. После трехдневного «воспитания» Моника на четвертые сутки проверила, запомнил ли подопытный горох, откуда льется свет, для чего отключила все лампы и оставила работать только вентиляторы.

Кто бы сомневался: большинство проростков — безо всякого мозга! — продолжили расти в том же направлении, откуда за первые три дня научились ожидать живительных лучей света: либо в сторону вентилятора, либо от него.

Моника Гальяно и ее коллеги выдвинули целый ряд смелых, но небесспорных гипотез для объяснения, как растения обучаются подобным трюкам. Но одно уже совершенно очевидно: способность учиться и запоминать настолько важна для сохранения жизни, что ею обладают даже не имеющие мозга растения и бактерии.

Подробнее о книге «Нейрофитнес» читайте в базе «Идеономики».