Czy rośliny są mądrzejsze niż nam się wydaje? Naukowcy z Cornell odkryli formę inteligencji u roślin nawłoci

Nowe badania pokazują, że nawłoć wykazuje pewną formę inteligencji, dostosowując swoje reakcje do roślinożerców w oparciu o obecność pobliskich roślin i sygnały środowiskowe, co podważa tradycyjne definicje inteligencji.

Nawłoć widzi inne pobliskie rośliny, nawet ich nie dotykając, wyczuwając proporcje dalekiego czerwonego światła odbitego od liści. Kiedy roślinożercy zjadają nawłoć, dostosowują swoją reakcję w zależności od tego, czy w pobliżu znajduje się inna roślina. Czy tego rodzaju elastyczna, adaptacyjna reakcja w czasie rzeczywistym jest oznaką inteligencji roślin?

Odpowiedź na to pytanie nie jest łatwa, ale w niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Andre Kessler, ekolog chemiczny, przedstawił argumenty przemawiające za inteligencją roślin Sygnały i zachowanie roślin.

Definicja inteligencji u roślin

„Istnieje ponad 70 opublikowanych definicji inteligencji i nie ma zgody co do tego, czym ona jest, nawet w określonej dziedzinie” – powiedział Kessler, profesor na Wydziale Ekologii i Biologii Ewolucyjnej Wyższej Szkoły Rolnictwa i Nauk Przyrodniczych.

Wiele osób uważa, że ​​inteligencja wymaga centralnego układu nerwowego, w którym sygnały elektryczne pełnią rolę medium do przetwarzania informacji. Niektórzy biolodzy roślin kojarzą układ naczyniowy rośliny z centralnym układem nerwowym i sugerują, że jakiś rodzaj centralnej jednostki w roślinie pozwala im przetwarzać informacje i reagować na nie. Jednak Kessler zdecydowanie nie zgadza się z tą koncepcją.

Roślina nawłociowa.

„Nie ma dobrych dowodów na jakiekolwiek homologi z układem nerwowym, chociaż wyraźnie widzimy sygnały elektryczne w roślinach, ale pytanie brzmi, jak ważny jest ten sygnał dla zdolności rośliny do przetwarzania sygnałów środowiskowych?” Powiedział.

Aby uzasadnić swoją argumentację na rzecz inteligencji roślin, Kessler i współautor Michael Mueller, doktorant w jego laboratorium, zawęzili swoją definicję do najbardziej podstawowych elementów: „zdolność rozwiązywania problemów w oparciu o informacje otrzymywane z otoczenia”. „W kierunku określonego celu” – powiedział Kessler.

Jako studium przypadku Kessler wskazuje na swoje wcześniejsze badania dotyczące nawłoci i ich reakcji na zjedzenie przez szkodniki. Kiedy larwy chrząszcza liściastego zjadają liście nawłoci, roślina wydziela substancję chemiczną, która informuje owada, że ​​roślina jest uszkodzona i jest kiepskim źródłem pożywienia. Te unoszące się w powietrzu substancje chemiczne, zwane lotnymi związkami organicznymi (LZO), są również wychwytywane przez sąsiednie rośliny nawłoci, co skłania je do wytwarzania własnych środków ochronnych przed larwami chrząszczy. W ten sposób nawłoć przenosi roślinożerców do sąsiadów i rozdziela szkody.

Eksperymenty i obserwacje

W Artykuł 2022 W magazynie rośliny, Kessler i współautor Alexander Chota, Ph.D. ’21, przeprowadzili eksperymenty, aby wykazać, że nawłoć może również dostrzec większe proporcje dalekiego czerwonego światła odbitego od liści pobliskich roślin. Kiedy są obecni sąsiedzi, a chrząszcze zjadają nawłoć, inwestują więcej w tolerowanie roślinożerców poprzez szybszy wzrost, ale także zaczynają wytwarzać związki obronne, które pomagają roślinom przeciwstawić się szkodnikom owadzim. W przypadku braku sąsiadów rośliny nie uciekają się do wykładniczego wzrostu po zjedzeniu, a reakcje chemiczne zwierząt roślinożernych znacznie się różnią, chociaż nadal mogą tolerować bardzo duże ilości roślinożerców.

„To pasuje do naszej definicji inteligencji” – stwierdził Kessler. „W zależności od informacji, jakie otrzymuje od otoczenia, roślina zmienia swoje standardowe zachowanie.”

Pobliska nawłoć również wykazuje inteligencję, gdy widzi lotne związki organiczne wskazujące na obecność szkodnika. „Lotne emisje pochodzące od sąsiada pozwalają przewidzieć przyszłość roślinożerców” – powiedział Kessler. „Mogą wykorzystać sygnał środowiskowy, aby przewidzieć przyszłą sytuację, a następnie podjąć odpowiednie działania”.

Zastosowanie koncepcji inteligencji do roślin może zainspirować nowe hipotezy dotyczące mechanizmów i funkcji komunikacji chemicznej roślin, a jednocześnie zmienić ludzkie myślenie o tym, co naprawdę oznacza inteligencja, powiedział Kessler.

Ostatni pomysł również pojawił się we właściwym czasie sztuczna inteligencja Jest to przedmiot aktualnego zainteresowania. Powiedział na przykład, że sztuczna inteligencja nie rozwiązuje problemów w kierunku osiągnięcia celu, przynajmniej jeszcze nie teraz. „Sztuczna inteligencja, według naszej definicji inteligencji, nie jest nawet inteligentna” – stwierdził. Zamiast tego opiera się na wzorcach, które identyfikuje w informacjach, do których ma dostęp.

Pomysł, który zainteresował Kesslera, wyszedł od matematyków z lat dwudziestych XX wieku, którzy zasugerowali, że rośliny mogą funkcjonować bardziej jak ule. W tym przypadku każdy ul zachowuje się jak pojedyncza pszczoła, a cała roślina przypomina ul.

„Oznacza to, że mózg rośliny to cała roślina bez potrzeby centralnej koordynacji” – powiedział Kessler.

Zamiast sygnałów elektrycznych w superorganizmie rozchodzą się sygnały chemiczne. Badania przeprowadzone przez innych badaczy wykazały, że każda komórka roślinna ma szerokie spektrum percepcji światła i cząsteczki sensoryczne umożliwiające wykrywanie bardzo specyficznych lotnych związków pochodzących z sąsiadujących roślin.

„Mogą bardzo precyzyjnie wyczuwać otoczenie; o ile nam wiadomo, każda komórka może to zrobić.” Komórki mogą być wyspecjalizowane, ale wszystkie postrzegają te same rzeczy, komunikując się za pomocą sygnałów chemicznych, aby stymulować zbiorową reakcję w zakresie wzrostu lub metabolizmu „Ten pomysł jest dla mnie bardzo atrakcyjny”.

Odniesienie: „Indukowana odporność na zwierzęta roślinożerne i inteligentne rośliny” autorstwa Andre Kesslera i Michaela B. Muellera, 30 kwietnia 2024 r., Sygnały i zachowanie roślin.
doi: 10.1080/15592324.2024.2345985

Artykuł powstał dzięki grantowi z Funduszu Nowych Botaników.