Растения умнее, чем мы думаем? Ученые Корнелла обнаружили форму интеллекта у растений золотарника

Новое исследование показывает, что растения золотарника проявляют определенную форму интеллекта, адаптируя свою реакцию к травоядным животным на основе присутствия близлежащих растений и сигналов окружающей среды, бросая вызов традиционным определениям интеллекта.

Золотарник может видеть другие растения поблизости, даже не прикасаясь к ним, ощущая пропорции дальнего красного света, отраженного от листьев. Когда травоядные животные поедают золотарник, они адаптируют свою реакцию в зависимости от того, есть ли поблизости другое растение. Является ли такая гибкая, адаптивная реакция в реальном времени признаком интеллекта растений?

На этот вопрос нелегко ответить, но Андре Кесслер, эколог-химик, в недавней статье в журнале привел аргументы в пользу интеллекта растений. Сигналы и поведение растений.

Определение интеллекта у растений

«Существует более 70 опубликованных определений интеллекта, и нет единого мнения о том, что это такое, даже в рамках конкретной области», — сказал Кесслер, профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни.

Многие люди считают, что для интеллекта необходима центральная нервная система, в которой электрические сигналы действуют как среда обработки информации. Некоторые биологи растений связывают сосудистую систему растения с центральной нервной системой и предполагают, что некий центральный орган в растении позволяет им обрабатывать информацию и реагировать. Но Кесслер категорически не согласен с этой идеей.

Золотарник растение.

«Нет убедительных доказательств наличия каких-либо гомологов с нервной системой, хотя мы ясно видим электрические сигналы в растениях, но вопрос в том, насколько важен этот сигнал для способности растения обрабатывать сигналы окружающей среды?» Он сказал.

Чтобы обосновать свой аргумент в пользу интеллекта растений, Кесслер и соавтор Майкл Мюллер, аспирант его лаборатории, сузили свое определение до самых основных элементов: «способность решать проблемы на основе информации, которую вы получаете из окружающей среды». «К определенной цели», — сказал Кесслер.

В качестве примера Кесслер приводит свои предыдущие исследования, посвященные растениям золотарника и их реакции на поедание вредителями. Когда личинки листоеда поедают листья золотарника, растение выделяет химическое вещество, которое сообщает насекомому, что растение повреждено и является плохим источником пищи. Эти переносимые по воздуху химические вещества, называемые летучими органическими соединениями (ЛОС), также улавливаются соседними растениями золотарника, что побуждает их вырабатывать собственную защиту от личинок жуков. Таким способом золотарник переносит травоядных животных к соседям и распределяет ущерб.

Эксперименты и наблюдения

в Бумага 2022 В журнале растения, Кесслер и соавтор Александр Чота, доктор философии. В 2121 году он провел эксперименты, чтобы показать, что золотарник также может воспринимать более высокую долю дальнего красного света, отраженного от листьев близлежащих растений. Когда присутствуют соседи и жуки поедают золотарники, они вкладывают больше средств в толерантность к травоядным животным, быстрее растут, но также начинают вырабатывать защитные соединения, которые помогают растениям противостоять насекомым-вредителям. В отсутствие соседей растения не прибегают к экспоненциальному росту, когда их едят, и химические реакции травоядных животных заметно различаются, хотя они все равно могут переносить очень большое количество травоядных животных.

«Это соответствует нашему определению интеллекта», — сказал Кесслер. «В зависимости от информации, которую оно получает из окружающей среды, растение меняет свое стандартное поведение».

Соседние золотарники также проявляют сообразительность, когда видят ЛОС, указывающие на присутствие вредителя. «Летучие выбросы, исходящие от соседа, предсказывают будущее травоядных животных», — сказал Кесслер. «Они могут использовать сигналы окружающей среды, чтобы предсказать будущую ситуацию, а затем действовать соответствующим образом».

По словам Кесслера, применение концепции интеллекта к растениям может вдохновить на появление новых гипотез о механизмах и функциях химической коммуникации растений, а также изменить представление людей о том, что на самом деле означает интеллект.

Последняя идея тоже пришла в нужное время. искусственный интеллект Это предмет актуального интереса. Например, по его словам, ИИ не решает проблемы для достижения цели, по крайней мере, пока. «Искусственный интеллект, по нашему определению интеллекта, даже не разумен», — сказал он. Вместо этого он полагается на закономерности, которые выявляет в информации, к которой имеет доступ.

Идея, которая заинтересовала Кесслера, пришла от математиков 1920-х годов, которые предположили, что растения могут функционировать скорее как ульи. В этом случае каждый улей действует как отдельная пчела, а все растение напоминает улей.

«Это означает, что мозг на растении — это все растение без необходимости центральной координации», — сказал Кесслер.

Вместо электрических сигналов во всем суперорганизме существуют химические сигналы. Исследования других исследователей показали, что каждая растительная клетка обладает широким спектром световосприятия и сенсорными молекулами, позволяющими обнаруживать очень специфические летучие соединения, поступающие из соседних растений.

«Насколько нам известно, они могут очень точно чувствовать запах окружающей среды; клетки могут быть специализированными, но все они воспринимают одни и те же вещи, общаясь посредством химических сигналов, чтобы стимулировать коллективный ответ роста или метаболизма». «Эта идея очень привлекательна для меня».

Ссылка: «Индуцированная устойчивость к травоядным и разумным растениям», Андре Кесслер и Майкл Б. Мюллер, 30 апреля 2024 г., Сигналы и поведение растений.
дои: 10.1080/15592324.2024.2345985

Эта статья была поддержана грантом Фонда новых ботаников.