Вчені виявили форму інтелекту у рослин золотарника

Нове дослідження показує, що рослини золотарника демонструють певну форму інтелекту, адаптуючи свої відповіді до травоїдних тварин на основі присутності сусідніх рослин і ознак навколишнього середовища, кидаючи виклик традиційним визначенням інтелекту.

Золотарник може сприймати інші рослини поблизу, навіть не торкаючись до них, сприймаючи дальнє червоне світло, що відбивається від листя. Коли золотарник їдять травоїдні тварини, він адаптує свою реакцію залежно від того, чи є поруч інша рослина. Чи така гнучка адаптивна реакція в реальному часі є ознакою інтелекту у рослин?

Відповісти на це запитання нелегко, але Андре Кесслер, хімічний еколог, наводить аргументи на користь інтелекту рослин у нещодавній статті в журналі Plant Signaling and Behavior.

Визначення інтелекту у рослин

«Існує понад 70 визначень, які публікуються для розвідки, і немає згоди щодо того, що це таке, навіть у певній галузі», — сказав Кесслер, професор кафедри екології та еволюційної біології Коледжу сільського господарства та наук про життя.

Багато людей вважають, що для інтелекту потрібна центральна нервова система з електричними сигналами, які діють як середовище для обробки інформації. Деякі біологи рослин прирівнюють судинні системи рослин до центральної нервової системи та припускають, що якась централізована сутність у рослині дозволяє їм обробляти інформацію та реагувати. Але Кесслер категорично не погоджується з цією ідеєю.

«Немає вагомих доказів будь-якої гомології з нервовою системою, хоча ми чітко бачимо електричні сигнали в рослинах, але питання полягає в тому, наскільки важливі ці сигнали для здатності рослин обробляти сигнали навколишнього середовища?» Він сказав.

Щоб аргументувати інтелект рослин, Кесслер і співавтор Майкл Мюллер, докторант його лабораторії, звузили їх визначення до найпростіших елементів: «Здатність вирішувати проблеми на основі інформації, яку ви отримуєте з навколишнього середовища. , до певної мети», – сказав Кесслер.

В якості прикладу Кесслер вказує на свої попередні дослідження, присвячені дослідженню золотарника та його реакції на поїдання шкідниками. Коли личинки листоеда поїдають листя золотарника, рослина виділяє хімічну речовину, яка інформує комаху про те, що рослина пошкоджена і є поганим джерелом їжі. Ці хімічні речовини в повітрі, які називаються леткими органічними сполуками (ЛОС), також поглинаються сусідніми рослинами золотарника, спонукаючи їх створювати власний захист від личинок жуків. Таким чином золотухи переміщують травоїдних тварин на сусідів і розподіляють шкоду.

Досліди та спостереження

У статті 2022 року в журналі Plants Кесслер і співавтор Олександр Чаута, доктор філософії. ’21 провів експерименти, щоб показати, що золотарник також може сприймати вищі відношення дальнього червоного світла, відбитого від листя сусідніх рослин. Коли поруч є сусіди, а золотарники поїдаються жуками, вони більше вкладають у толерантність до травоїдних тварин, розвиваючись швидше, але також починають виробляти захисні сполуки, які допомагають рослинам боротися з комахами-шкідниками. Коли сусідів немає, рослини не прискорюють ріст, коли їх з’їдають, і хімічні реакції на травоїдних істотно відрізняються, хоча вони все ще терплять досить велику кількість травоїдних.

«Це відповідає нашому визначенню інтелекту», — сказав Кесслер. «Залежно від інформації, яку вона отримує з навколишнього середовища, рослина змінює свою стандартну поведінку».

Сусідній золотарник також виявляє розум, коли сприймає ЛОС, які сигналізують про присутність шкідника. «Леткі викиди, що надходять від сусіда, є прогнозом для майбутніх травоїдних», — сказав Кесслер. «Вони можуть використовувати навколишнє середовище, щоб передбачити майбутню ситуацію, а потім діяти відповідно до цього».

Застосування концепції інтелекту до рослин може надихнути на нові гіпотези про механізми та функції хімічної комунікації рослин, а також змінити мислення людей про те, що насправді означає інтелект, сказав Кесслер.

Остання ідея своєчасна, оскільки штучний інтелект є актуальною темою, яка викликає інтерес. Наприклад, за його словами, штучний інтелект не вирішує проблеми досягнення мети, принаймні поки що. «Штучний інтелект, згідно з нашим визначенням інтелекту, навіть не розумний», — сказав він. Натомість він базується на шаблонах, які він визначає в інформації, до якої має доступ.

Ідея, яка зацікавила Кесслера, виникла у 1920-х роках від математиків, які припустили, що, можливо, рослини функціонують більше як вулики. У цьому випадку кожна клітина працює як окрема бджола, а вся рослина аналогічна вулику.

«Це означає, що мозок рослини — це вся рослина без необхідності центральної координації», — сказав Кесслер.

Замість електричних сигналів у надорганізмі є хімічні сигнали. Дослідження інших дослідників показали, що кожна рослинна клітина має широкий спектр сприйняття світла та сенсорні молекули для виявлення дуже специфічних летких сполук, що надходять із сусідніх рослин.

«Вони можуть дуже точно понюхати навколишнє середовище; Наскільки нам відомо, це може зробити кожна окрема клітина», — сказав він. Клітини можуть бути спеціалізованими, але всі вони сприймають однакові речі та спілкуються за допомогою хімічних сигналів, щоб викликати колективну відповідь у рості чи метаболізмі. «Ця ідея дуже приваблива для мене», — сказав він.