Растения разумны? Это зависит от определения

Важные новости

Разумны ли растения? Это зависит по определению

Прогностическая ценность экологической информации для растений, защищающихся от травоядных. Достоверность информации об окружающей среде зависит от интенсивности праймерного стимула, чувствительности растения к праймерному стимулу и шума окружающей среды, препятствующего передаче информации. Растения должны развивать более сильные реакции прайминга (эндогенную передачу сигналов) на более надежные сигналы окружающей среды (А), одновременно снижая порог прямой индукции метаболических изменений, связанных с защитой (Б). Порог определяется зоной критической интенсивности эндогенного сигнала, в пределах которой триггерный стимул будет вызывать более сильные и быстрые реакции и выше которой непосредственно индуцируется сопротивление. Автор: Сигнализация и поведение растений (2024 г.). DOI: 10.1080/15592324.2024.2345985

Золотарник может воспринимать другие растения поблизости, даже не касаясь их, ощущая соотношение дальнего красного света, отраженного от листьев. Когда золотарник поедается травоядными, он адаптирует свою реакцию в зависимости от того, находится 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, приводит аргументы в пользу интеллекта растений в недавняя статья в журнале Plant Signaling and Behavior.

«Существует более 70 определений интеллекта, и нет единого мнения о том, что это такое, даже в пределах данного поле», — 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, а электрические сигналы действуют как среда обработки информации. Некоторые биологи растений приравнивают сосудистую систему растений к центральной нервной системе и предполагают, что некий централизованный объект в растении позволяет им обрабатывать информацию и реагировать. Но Кесслер категорически не согласен с этой идеей.

«Нет убедительных доказательств какой-либо гомологии с нервной системой, хотя мы ясно видим электрические сигналы у растений, но вопрос в том, насколько важна эта передача сигналов для способности растения обрабатывать сигналы окружающей среды?» — сказал он.

Чтобы обосновать свою аргументацию 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, для достижения конкретной цели», — сказал Кесслер.

В качестве примера Кесслер приводит свои более ранние исследования по изучению золотарника и его 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 образом золотарник перемещает травоядных животных к соседям и распределяет ущерб.

В статье 2022 года в журнале Plants.Кесслер и соавтор Александр Чаута, доктор философии, провели эксперименты, чтобы показать, что золотарник также может воспринимать более высокие коэффициенты дальнего красного света, отраженного от листьев соседних растений. Когда присутствуют соседи и золотарник поедается жуками, растения вкладывают больше усилий в толерантность к травоядным животным, быстрее растут, но также начинают вырабатывать защитные соединения, которые помогают растениям бороться с насекомыми-вредителями. Когда соседей нет, растения не прибегают к ускоренному росту при поедании, и химические реакции на травоядных заметно различаются, хотя они все равно переносят довольно большое количество травоядных.

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

Соседние растения золотарника также проявляют интеллект, когда воспринимают ЛОС, которые сигнализируют о присутствии вредителя. «Летучие выбросы, исходящие от соседа, предсказывают будущую травоядность», — сказал Кесслер. «Они могут использовать сигналы окружающей среды, чтобы предсказать будущую ситуацию, а затем действовать в соответствии с ней».

Применение концепции интеллекта к растениям может вдохновить на появление новых гипотез о механизмах и функциях химической коммуникации растений, а также меняет представление людей о том, что на самом деле означает интеллект, сказал Кесслер.

Последняя идея является своевременной, поскольку искусственный интеллект является актуальной темой. Например, по его словам, искусственный интеллект не решает проблем для достижения цели, по крайней мере, пока. «Искусственный интеллект, по нашему определению интеллекта, даже не разумен», — сказал он. Вместо этого он основан на закономерностях, которые он идентифицирует в информации, к которой имеет доступ.

Идея, которая заинтересовала Кесслера, пришла от математиков в 1920-х годах, которые предположили, что, возможно, растения функционируют больше как ульи. При этом каждая ячейка действует как отдельная пчела, а все растение аналогично улью.

«Это означает, что мозг растения представляет собой целое растение без необходимости центральной координации», — сказал Кесслер.

Вместо электрической передачи сигналов во всем суперорганизме происходит химическая передача сигналов. Исследования других исследователей показали, что каждая растительная клетка обладает широким восприятием светового спектра и сенсорными молекулами, позволяющими обнаруживать очень специфические летучие соединения, исходящие от соседних растений.

«Они могут очень точно чувствовать запах окружающей среды; каждая отдельная клетка может это делать. сделать это, насколько нам известно», — сказал он. Клетки могут быть специализированными, но все они воспринимают одни и те же вещи и общаются посредством химических сигналов, вызывая коллективный ответ роста или метаболизма.

«Эта идея очень привлекательна для меня», — сказал он.

Дополнительная информация: Андре Кесслер и др., Индуцированная устойчивость к травоядным и разумным растениям, Сигналы и поведение растений (2024 г.) ). DOI: 10.1080/15592324.2024.2345985

Предоставлено Корнельским университетом

Новости сегодня

Последние новости