Sú rastliny inteligentnejšie, ako si myslíme? Vedci z Cornell objavili v rastlinách zlatobyle určitú formu inteligencie

Rastliny zlatobyle môžu vnímať iné blízke rastliny prostredníctvom pomeru ďaleko červeného svetla a prispôsobiť svoje reakcie, keď ich jedia bylinožravé zvieratá, čo naznačuje formu inteligencie rastlín. Andre Kessler, chemický ekológ, to argumentuje tým, že inteligenciu rastlín definuje ako schopnosť riešiť problémy na základe informácií o životnom prostredí. Ich výskum ukazuje, že zlatobyľ vyžaruje chemikálie, ktoré signalizujú susedným rastlinám, aby vytvorili obranu proti hmyzu. Toto adaptívne správanie a komunikácia prostredníctvom prchavých organických zlúčenín ukazuje, že rastliny dokážu spracovať informácie a flexibilne reagovať na svoje prostredie, čo spochybňuje tradičné predstavy o inteligencii. Poďakovanie: SciTechDaily.com

Nový výskum naznačuje, že rastliny zlatobyle vykazujú určitý typ inteligencie prispôsobením svojej reakcie bylinožravcom na základe prítomnosti susedných rastlín a environmentálnych podnetov, čo spochybňuje tradičné definície inteligencie.

Zlatobyľ môže vidieť ďalšie blízke rastliny bez toho, aby sa ich dotkol, a to tak, že vníma pomer ďaleko červeného svetla odrazeného od listov. Keď zlatobyle zožerú bylinožravce, prispôsobí svoju reakciu tomu, či je v blízkosti iná rastlina. Je tento druh flexibilnej adaptívnej reakcie v reálnom čase znakom inteligencie rastlín?

Na túto otázku nie je ľahké odpovedať, no chemický ekológ Andre Kessler argumentuje v prospech inteligencie rastlín v článku, ktorý bol nedávno publikovaný v časopise Nature. Signalizácia a správanie rastlín.

Definovanie inteligencie v rastlinách

„Bolo publikovaných viac ako 70 definícií inteligencie a neexistuje konsenzus o tom, čo to je, dokonca ani jedna,“ povedal Kessler, profesor na oddelení ekológie a evolučnej biológie na College of Agricultural and Life Sciences v oblasti.“

Mnoho ľudí verí, že inteligencia vyžaduje centrálny nervový systém, v ktorom elektrické signály fungujú ako prostriedok na spracovanie informácií. Niektorí rastlinní biológovia považujú vaskulárny systém rastlín za rovnocenný s centrálnym nervovým systémom a navrhujú, že nejaký druh centralizovanej jednotky v rastlinách im umožňuje spracovávať informácie a reagovať na ne. Kessler však s touto myšlienkou rozhodne nesúhlasí.

Rastlina zlatobyle.

Povedal: „Neexistuje žiadny dobrý dôkaz o akejkoľvek homológii s nervovým systémom, aj keď jasne vidíme elektrickú signalizáciu v rastlinách, ale otázkou je, či je to relevantné pre schopnosť rastliny spracovávať signály z prostredia.“

Aby Kessler a spoluautor Michael Mueller, doktorand v ich laboratóriu prezentovali svoj argument pre rastlinnú inteligenciu, zredukovali svoju definíciu na najzákladnejšie prvky: „Na základe informácií získaných z prostredia. , schopnosť riešiť problémy smerovať k konkrétny cieľ,“ povedal Kessler.

Ako prípadovú štúdiu Kessler poukázal na svoj skorší výskum, ktorý skúmal zlatobyľ a jej reakcie pri konzumácii hmyzom. Keď larvy chrobákov jedia listy zlatobyle, rastlina vyžaruje chemikáliu, ktorá informuje hmyz, že rastlina je poškodená a je zlým zdrojom potravy. Tieto vzduchom prenášané chemikálie, nazývané prchavé organické zlúčeniny (VOC), sú tiež prijímané susednými rastlinami zlatobyle, čo spôsobuje, že vytvárajú svoju vlastnú obranu proti larvám chrobákov. Bylinožravce zlatobyľové takto prenášajú hmyzích škodcov k susedom a spôsobujú škody.

Experimenty a pozorovania

jeden v papier z roku 2022 v denníku rastlinyKessler a spoluautor Alexander Chauta, Ph.D. '21 vykonali experimenty, aby ukázali, že zlatobyľ môže tiež vnímať vysoké pomery ďaleko červeného svetla odrazené od listov susedných rastlín. Keď sú prítomní susedia a chrobáky jedia zlatobyľ, investujú viac do tolerancie bylinožravcov tým, že rastú rýchlejšie, ako aj začínajú produkovať obranné zlúčeniny, ktoré pomáhajú rastline bojovať proti škodcom. Keď nie sú prítomní žiadni susedia, rastliny pri konzumácii nerastú tak rýchlo a chemické reakcie na bylinožravosť sú výrazne odlišné, hoci stále do značnej miery tolerujú bylinožravosť.

„To by bolo v súlade s našou definíciou inteligencie,“ povedal Kessler. „Na základe informácií prijatých z prostredia závod mení svoje štandardné správanie.“

Susedný zlatobyľ tiež prejavuje inteligenciu, keď rozpozná prchavé organické zlúčeniny, ktoré indikujú prítomnosť škodcu. „Prchavé emisie zo susedov predpovedajú budúcu bylinožravosť,“ povedal Kessler. „Môžu použiť environmentálne podnety na predpovedanie budúceho stavu a potom podľa toho konať.“

Kessler povedal, že aplikácia konceptu inteligencie na rastliny by mohla viesť k novým hypotézam o mechanizmoch a funkciách chemickej komunikácie rastlín, ako aj zmeniť myslenie ľudí o tom, čo vlastne inteligencia znamená.

Posledná myšlienka je aktuálna, pretože umela inteligencia V súčasnosti téma záujmu. Napríklad povedal, že umelá inteligencia nerieši problémy smerom k cieľu, aspoň zatiaľ nie. „Umelá inteligencia podľa našej definície inteligencie ani nie je inteligentná,“ povedal. Namiesto toho je založený na vzorcoch rozpoznaných v informáciách, ku ktorým má prístup.

Kessler považoval za zaujímavú myšlienku, ktorá prišla od matematikov v 20. rokoch 20. storočia, ktorí navrhli, že rastliny možno fungujú ako úle. V tomto prípade sa každá bunka chová ako samostatná včela a celá rastlina pripomína plást.

„To znamená, že mozog v rastline je celá rastlina bez potreby centrálnej koordinácie,“ povedal Kessler.

Namiesto elektrickej signalizácie sa v celom superorganizme vyskytuje chemická signalizácia. Štúdie iných výskumníkov ukázali, že každá rastlinná bunka má vnímanie širokého spektra svetla a senzorické molekuly, ktoré detegujú veľmi špecifické prchavé zlúčeniny pochádzajúce zo susedných rastlín.

„Veľmi presne cítia svoje prostredie; pokiaľ vieme, každá jedna bunka to dokáže,“ povedal. Bunky môžu byť špecializované, ale všetky cítia rovnaké veci a komunikujú prostredníctvom chemických signálov, aby spustili kolektívnu reakciu v raste alebo metabolizme. „Táto myšlienka mi znie veľmi atraktívne,“ povedal.

Referencie: André Kessler a Michael B. „Bylinožravcom a inteligentnou rastlinou vyvolanou rezistenciou“ od Muellera, 30. apríla 2024, Signály a správanie rastlín,
DOI: 10.1080/15592324.2024.2345985

Tento príspevok bol podporený grantom z Fondu nových fytológov.