Борьба за выживание на планете Земля, это всегда борьба долгосрочных, генетически обусловленных, стратегий. Гены конечно же не мыслят категориями стратегий, они не мыслят вовсе. Но они формируют свойства организмов, которые определяют их стратегии выживания. Стратегий этих огромное разнообразие; кто-то заботится об отпрысках, кто-то плодит миллионы потомков, авось кто выживет, кто-то развивает мозг, кто-то учиться менять цвет кожи. А кое-кто учится считать.
Сумев выбрать правильную стратегию, можно прекрасно существовать сотни миллионов лет, не обладая при этом ни продвинутым мозгом, ни быстрой реакцией, ни даже нервной системой. Ниже рассказ об одной из таких стратегий. На мой взгляд, если бы проводился чемпионат стратегий, она заслуживает первое место. Стратегия настолько же проста, насколько не очевидна.
В эволюционной гонке тяжелее всего приходится растениям. Из-за особенностей фотосинтеза, метаболизм растений медленный и его никак не ускорить. Растения не то, что не могут двигаться, но и не обладают практически никакой сенсорикой (конечно же есть исключения). Растение не может видеть, слышать, редко какие из них могут осязать. Поставьте себя на место дерева. Ты пытаешься выжить в нелегких, постоянно меняющихся условиях. То солнца нет, то воды, то холодно, то жарко, и еще минералы нужно добывать. Передвинуться на оптимальное место ты не можешь. Конкуренты пытаются тебе солнце закрывать. А еще тебя все время пытаются сожрать. Все эти кислородо-дышащие, которые благодаря выработанному тобой кислороду, заполучили высокоскоростной метаболизм, все они пытаются тебя слопать. Начиная от слонов и заканчивая бактериями. Бессердечные неблагодарные существа. Поэтому если разрабатывать стратегию для растений, то она должны быть долгосрочной и способной противостоять быстро меняющейся окружающей среде.
Герой нашего рассказа канадский кедр. Чтобы выживать в суровых зимних условиях ему пришлось серьезно поработать над своим генетическим кодом. Его листья превратились в жесткие иглы, которые очень сложно прокусить. Они наполнены токсинами, которые вызывают горечь и способны убить того же слона. Кедр научился вырабатывать антифриз, чтобы зимой замерзшая вода не разнесла клетки в клочья. Он научился захватывать тот мизер света, который дает северное солнце. Он научился упаковывать свои семена в древесную скорлупу, а потом в горькие липкие шишки. Он забрался в самые холодные территории, что позволило избавиться от большинства любителей зелени. Триста миллионов лет кедр захватывал огромные территории, где широколистные неженки не могут с ним конкурировать. Триста миллионов лет он улучшал себя и достиг совершенства.
Но, как всегда, есть это проклятое но. Совсем недавно, всего лишь 40 миллионов лет назад, появились они - шерстяные сволочи с мохнатыми хвостами и с зубами, легко разгрызающими скорлупу семян. Они прекрасно приспособились к северным условиям: обзавелись густой шерстью, научились делать запасы на зиму и начали поголовно выедать шишки. Если в других регионах у них есть другая пища, на севере безальтернативную основу пищи составляют кедровые орешки. И они выедаются полностью, не давая возможности кедрам размножаться.
Вот так всегда, вдумчиво и неторопливо работаешь над собой, совершенствуюсь свои гены, приспосабливаешь себя к невероятно сложным условиям. Думаешь тут никто тебя не побеспокоит, но всегда находиться любители тебя погрызть. И ладно тебя бы жрали, к этому не привыкать, ведь уничтожают твое будущее, способность размножаться. А в северных условиях это тяжкий и долгий процесс; нужно сперва вырасти, затем верхний слой почвы нужно отравить перегноем ядовитых иголок, уничтожая конкурентов. И только потом, раскидав семена, ждать десяток лет пока молодежь подрастет. Сотни миллионов лет эволюции белке под хвост.
Но древние так легко не сдаются, кедр нашел красивое решение. Предположим, каждое дерево выращивает в среднем десять шишек в сезон. Соответственно, количество деревьев служит лимитирующим фактором для популяции белок. Белки не могут размножиться выше некоего уровня, так как им не хватает ресурсов, и они гибнут от голода.
Но, раз в восемь лет, все кедры в лесу дают урожай в 100 шишек на дерево. Все одновременно. Каждое дерево выполняет и перевыполняет план, увеличивая количество плодов в разы. Казалось бы, какой в этом смысл? Ведь все белки в лесу обожрутся и наоборот размножатся в невероятном количестве. Да они размножатся, но текущая популяция белок не сможет сожрать все шишки. Они прорастут и дадут начало новым деревьям. А размножившиеся белки помрут от голода, ведь в следующем году будет обычный урожай. Такой вот зловредный геноцид белок. А кедры через восемь лет опять дадут огромный урожай. Ведь именно столько нужно лет, чтобы дерево выросло из семени в половозрелую особь. Просто, красиво и изящно.
Казалось бы, примитивная стратегия, но она действует безотказно уже десятки миллионов лет против любителей полакомиться чужими семенами. Кстати, эту стратегию применяют и другие растения. Многие садоводы знают, что периодически деревья увеличивают количество плодов в разы. И тогда наступает кризис перепроизводства, цены падают, фермеры разоряются, и вынуждены закапывать урожаи в землю. Так что растения мстят не только белкам.
Подобная стратегия свойственна и другим существам. Например, так же себя ведут цикады в Северной Америке. Их так и называют периодические цикады. Каждые 13 и 17 лет они выползают на свет в огромных количествах. Насекомоядные птицы, жизненный цикл которых обычно меньше цикла цикад, не сразу понимают, что это новая пища. А распробовав цикад, не могут их всех съесть. Принцип тот же что у растений, задавить противника количеством.
Понятно, что растения и цикады пришли к одному и тому же решению совершенно разными путями. Это пример так называемой конвергентной эволюции. Но вовсе не очевидно, как развивались подобные адаптации. Тем более не понятен механизм их реализации. Каким образом кедры на миллионах квадратных километрах договариваются о совместных действиях? Есть ли триггеры во внешней среде которые запускают реакцию? Как работают генетические часы отсчитывающие года? Как вообще реализуется способность увеличить в разы количество плодов? Вопросов много, ответов пока нет.
Но самое удивительное в этой истории следующее. Какой бы не был механизм, определяющий стратегию кедров, вывод один: они научились считать. Правда только до восьми. Согласитесь, не имея мозга, не имея нервной системы, не зная, что такое числа и что такое счет, считать до восьми это серьезное достижение. Те же Сапиенсы, если не учить их счету, могут считать только до трех: один, два, три и много. Не забывайте об этом, когда будете выковыривать кедровый орешек из салата.
Комментарии (31)
3epka
24.05.2024 06:01+5Уточните пожалуйста, под Канадским кедром подразумевается Thuja plicata? Или все же Сосна сибирская кедровая (Pinus sibirica), а может Сосна веймутова (Pinus strobus)? Почему спрашиваю - Thuja plicata не производит съедобных орехов.
Firen23
24.05.2024 06:01+2Википедия говорит что канадским кедром иногда называют деревья из семейства Кипарисовых:
- Канадский красный кедр (Туя складчатая)
- Канадский белый кедр (Туя западная)
Имеют похожее описание и свойства, однако я не нашел информации про восьмилетний цикл сверхурожая шишек3epka
24.05.2024 06:01+14На туях хоть и есть шишки, но орехи там отсутствуют - только семена. Думаю автор имел ввиду именно сибирский кедр (Pinus sibirica), который известен своими кедровыми орешками. Вот его плодоношение действительно может быть нерегулярным, считается, что обильные урожаи могут происходить каждые 5-7 лет. Вообще странная статья - вроде не перевод, но матчасть какая-то размытая. Настоящий биолог бы не преминул четко указать латинское название дерева...
engine9
24.05.2024 06:01+5Мне иногда кажется, что герани чувствуют приближение к себе и резко увеличивают пахучесть. Например, если в комнате никого нет долгое время то и запаха нет, но стоит приблизиться как он появляется. Напротив, если возиться рядом то она как бы привыкает к присутствию и перестаёт пахнуть. Кто-то замечал подобное?
3epka
24.05.2024 06:01+6Думаю это особенность обоняния - наш нос умеет игнорировать сильные ароматы при постоянном их присутствии. Люди, живущие рядом со свалкой например (как я), не дадут соврать...
Ilyasyakubov
24.05.2024 06:01+2Так человек же об обратном говорит. По вашей логике в ситуации:
если в комнате никого нет долгое время то и запаха нет…
запах должен усиливаться.
engine9
24.05.2024 06:01+1Я криво объяснил. Если они стоят в комнате, то нет никакого запаха, но стоит к ним приблизиться на метр (например, чтобы полить) как они начинают пахнуть. Замечено было неоднократно. Мне кажется, что они могут реагировать на изменение электрического поля и так защищаться от поедания животными.
3epka
24.05.2024 06:01Хм, может банальное движение воздуха от вашего приближения вызывает аэродинамические завихрения, способствующие перемешиванию воздуха и соответственное усиление запаха? Если нет движения воздуха - есть ли распространение запаха? По идее есть, наверное... Запутался что-то...
victor_1212
24.05.2024 06:01+2вполне возможно, сигнальная химия растений не очень изучена, и есть работы на тему общения деревьев через корневую систему, типа передачи стресс сигнала, а такой факт как борьба хвойных за свет с использованием жидких выделений из веток и хвои подавляющих растительность вокруг дерева можно заметить в солнечный день
NeraDail
24.05.2024 06:01+3конкретно герань пахнет если ее трогать. вероятно ароматика сидит на растении и разносится ветром и при прикосновении
Psychosynthesis
24.05.2024 06:01Выше человек написал, я подтверждаю, герань пахнет когда её трогаешь. Видимо там банальная механика работает на железы, не сенсорика. Понаблюдайте внимательней, возможно вы не обращали внимания как задевали её.
Я много лет растил всевозможные герани, когда был маленьким - мне очень нравились растения, но будучи подростком никогда не был достаточно прилежным "садовником", чтобы у меня не умирали какие-то сложные растишки, поэтому герань подходила идеально - она стойко переживала как редкие поливы, так и переливы. Запах этот помню до сих пор, хотя уже много лет прошло =)
DonStron
24.05.2024 06:01+18В статье нет ни одной ссылки подтверждающей данную информацию. Пробовал гуглить, но "поиск давно сломан".
В итоге обратился к LLM :) ИИ частично подтвердил данную информацию. Почему частично? Да потому, что нет там счёта и строгих 8 лет. Да, есть синхронизация, это сам по себе интересный феномен, но счета нет. То есть растения как-то синхронизируются и выдают в некоторые года бОльший урожай. Но не строго раз в n лет.
ИИ также дал название этого феномена: "мачтовая урожайностью" (mast seeding) или "мастинг" (masting), массовое или синхронное плодоношение.
Итак:
8 лет и "счёт"- информация не подтвердилась. Конкретный цикл зависит от вида кедра и условий окружающей среды.
Для кедра этот цикл может составлять от 3 до 8 лет.
феномен характерен не только для кедра, но и для многих других видов деревьев, включая ель, сосну, дуб и бук.
Верно для шишковых деревьев в целом, включая кедровые сосны (Pinus species), которые иногда называют кедрами. Это явление называется массовым или синхронным плодоношением, или "мастинг" (masting). Многие виды деревьев, в том числе и некоторые кедры, демонстрируют этот феномен, хотя и не всегда строго раз в восемь лет. Периодичность может варьироваться от 2 до 10 лет в зависимости от вида и местных условий
И вот уже по словам "mast seeding" или "masting" и "pines" гуглятся всякие исследования и статьи нормально для тех, кто хочет погрузиться в тему как им удается синхронизироваться и что на это влияет.
Так что "деревья научились считать" - красивая выдумка . Синхронизироваться и раз в 3-8 лет выдавать больший урожай - да, но не считать.
phenik
24.05.2024 06:01Так что "деревья научились считать" - красивая выдумка
В данном случае возможно, но вообще, некоторые растения могут немного в арифметику, способны к актам познания, не говоря уже о коммуникации. Все, что могут животные, но в более упрощенных вариантах. Счет у растений и животных, это не абстрактные числа и операции с ними, это воплощенные представления. У человека они также имеются в виде чувства численности, которое функционирует сразу после рождения, по крайней мере, на 2-3 сутки, как показали исследования. Это так называемая приближенная система счисления, на основе которой развились представления об абстрактных числах и счете. Есть аборигенные племена, которые не знают чисел, они могут считать один, два, может три, дальше много. Но когда их тестируют на сравнении множеств (куч) предметов, то они их, как правило, правильно ранжируют. Вот такое противоречие, они не считают точно число предметов в кучах, а сразу получают интуитивную оценку их числа. Это связано именно с чувством численности, которое передается наследственно, и имеется уже у насекомых. Еще более простой вариант может присутствовать у растений, у которых нервной системы нет, это такой совсем аналоговый счет.
RusikR2D2
24.05.2024 06:01+9Так вроде наоборот, кедры (кторые с орешками) расширяют свой ареал как раз за счет белок и птиц - те растаскивают орешки, а съесть все не могут (т.к. не помнят куда спрятали), тем самым, распространяя семена. Орешки тяжелые - ветром их разнести не может. Без животных они бы просто падали под дерево, где всходы (если таковые будут) будут подавлены большими деревьями.
А еще кедры (по крайней мере, сосна сибирская из России) растут медленно. И через 8 лет это будет "кусты" высотой 50-100см, а никак не плодоносящие деревья.
Mizar91
24.05.2024 06:01+2Вот-вот, тоже об этом читал. Белки с их запасливостью являются крупнейшими распространителями семян по площадям.
DonStron
24.05.2024 06:01+5Но ведь тут нет противоречия. Деревьям нужны белки для распространения и закапывания семян. В обычные годы количество белок регулируется количеством еды и фактически всё, что белки запрятали, они находят потом для питания, то есть прорастать нечему. С голодухи находят даже самые захудалые закрома.
А вот в редкий год сверхурожая, белки по прежнему закапывают запасы, но запасов столько много, что не съедаются все и часть из запасов прорастает.RusikR2D2
24.05.2024 06:01+1В тексте автора белки - это плохо. И до их появления кедры жили лучше
DonStron
24.05.2024 06:01+1Согласен, что белки тут никакие не враги. Но и не прям симбиоз ведь. Деревьям пришлось методом естественного отбора, оставить только те особи, которые умеют синхронизацию, чтобы и белки были и размножаться раз в несколько лет активнее. Справедливости ради, полагаю, что кедр может размножаться и просто когда шишка падая с высоты об ветки откатывается от родительского дерева на какое-то расстояние. Но всё-таки с белками надежнее, быстрее, дальше :)
На эту тему будет интересно почитать про авокадо и почему у него такая большая косточка. Там после исчезновения животного, которое переносило косточку через свой ЖКТ, теперь только на человека надежда.
Antohin
24.05.2024 06:01+4Так, а почему нет цитаты Тери Пратчетта? Заодно и пруф, как выше просили ;-)
Hidden text
Считающие Сосны являются одним из немногих известных примеров одолженной эволюции. Большинство видов проходят собственный путь эволюции, каковой назначается им самой природой. Такой путь является наиболее естественным и органичным. Он пребывает в гармонии с загадочными циклами космоса, которые искренне уверены: ничто не может сравниться с миллионами лет, полными разочарований и ошибок, в конце которых вид обретает моральные силы, а в некоторых случаях даже хребет. Возможно, с точки зрения развития видов такой долгий путь оправдан, но с точки зрения развития отдельной особи… Ведь процесс может завершиться созданием обычной свиньи. Жило-было мелкое розовенькое пресмыкающееся, поедало себе корни, надеялось на лучшее – а получилась свинья. В общем, Считающие Сосны постарались избежать всех этих трудностей, предоставив другим растениям эволюционировать вместо них. Семена сосны, оказавшись где-либо на поверхности Диска, немедленно заимствовали у местных растений самый эффективный генетический код и вырастали в то, что наиболее подходит окружающей почве и климату. Местные деревья не успевали и веткой качнуть, как оказывались вытесненными на самые неплодородные земли. А еще Считающие Сосны умеют считать, чем они и прославились. Смутно понимая, что люди определяют возраст Дерева по годичным кольцам, Считающие Сосны решили, что именно поэтому люди и рубят деревья. Придя к такому выводу, Считающие Сосны за одну ночь изменили свой генетический код так, что примерно на уровне человеческих глаз кора стала образовывать светловатые цифры – точный возраст дерева. И за какой-то год практически все сосны были уничтожены предприятиями по производству декоративных номерных табличек; лишь немногие особи сохранились, и то в самых труднодоступных местах.
bbs12
24.05.2024 06:01+2Интересно как физически реализован таймер у цикад на 13 и 17 лет, где там в организме часы?
Кстати про таймеры - если посадить растение типа обычной яблони, которое сбрасывает листву осенью, там где нет зимы, где-нибудь в Африке или в тёплом помещении, оно будет сбрасывать листву осенью? Там внутри есть часы или оно реагирует только на внешние условия?
engine9
24.05.2024 06:01+1Растения чувствительны к продолжительности светового дня. Бывает так, что около уличных фонарей ветви до самой зимы не сбрасывают листья, хотя рядом на том же дереве всё облетело.
Copernicus
24.05.2024 06:01Будет, но в большинстве случаем через несколько поколений изменит цикл. А вот что яблони плодоносят через год и как бы ты не старался все в один год. Это так же подтверждение этой статьи.
Didimus
24.05.2024 06:01+18 это 2 в степени. Может с этим связано?
Либо вот такая схема: растим побег первого типа, на нём побег второго типа, и так далее. Как только шишка созрела, всю цепочку обнуляем
paata
24.05.2024 06:01+2По поводу цикад, возможно всё проще. Решето Эратосфена как дискретное решение дифура волки-зайцы. Предположим, что у цикад есть некий диапазон длительности инкубационного периода в годах, в виде натуральных чисел, поскольку плодятся они в одно и то же время года. Пока ещё не устоявшийся цикл (или период) периодической цикады. Назовём жруном всех, кто пожирает цикад. У жруна свой цикл. Жрун отжирается в год урожая цикад и плодится насколько может, но не успевает сожрать своей популяцией всех цикад. Если какой-то жрун плодится раз в два года, цикады с чётным периодом не выживают в долгосрочном периоде, поскольку их есть кому жрать. Если другой жрун плодится раз в три года, то не выживают цикады и с периодом, делящимся на три, опять же считая от года урожая цикад.. Легко предположить, что цикада за 11 лет ещё не вызревает, а за 19 лет уже не вызревает, а то бы были изотопы типа цикада-11 и цикада-19 (по размеру периода). Может быть, в силу эволюционной изменчивости (на случай вдруг полезно) какие-то цикады иногда мутируют с 13 лет на 12 или на 14, и их сразу жрёт чётный жрун. Или мутирует на 15 лет, а тут их поджидает другой жрун, который плодился с предыдущего же урожая цикад с циклом 3. Так что, даже в процессе мутаций (изменений инкубационного периода на целое число лет) регулярнее прочих проходят Решето лишь цикады с циклом 13 либо 17. Есть разные виды периодических цикад, но они все или типа цикада-13 или типа цикада-17. Итого, выживают те цикады, которые прошли Решето Эратосфена. Остальных жрал и жрёт жрун. Эволюция.
Есть подтверждения 8-летнего цикла у кедров?
VT100
24.05.2024 06:01Поскольку взрослой цикаде(саранче?) нужно(?) питание - она приспособилась давать время на вырост съеденной зелени.
Массовый вылет - может использоваться для лучшего смешения генов.
Copernicus
24.05.2024 06:0142 - может это ответ на вопрос сколько шишек должна принести сосна каждый восьмой год? (Источник: Дуглас Адамс, «Автостопом по галактике», Douglas Noël Adams «The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy»)
goldexer
Занятно и интересно, спасибо!