Είναι ο «εγκέφαλος» ενός φυτού ολόκληρο το ίδιο το φυτό;

Είναι ο «εγκέφαλος» ενός φυτού ολόκληρο το ίδιο το φυτό;
25 Ιουνίου 2024

Μέλισσα σε λουλούδια χρυσόβεργα (Solidago altissima)

Τα φυτά δεν μπορούν να ξεφύγουν από τον κίνδυνο, επομένως, προσαρμοζόμενα στις μεταβαλλόμενες συνθήκες, σχηματίζουν προστατευτικές αντιδράσεις ως απάντηση σε δυσμενείς περιβαλλοντικές αλλαγές, συμπεριλαμβανομένης της εισβολής παρασίτων, της ρύπανσης κ.λπ. Αυτές οι αντιδράσεις μπορεί να είναι τόσο περίπλοκες που ορισμένοι επιστήμονες έχουν μια ερώτηση : μπορούμε να μιλήσουμε για την παρουσία ευφυΐας στα φυτά;

Η ιδέα της ύπαρξης της «νοημοσύνης» στα φυτά εκφράστηκε από τον Κάρολο Δαρβίνο, ο οποίος σημείωσε ότι οι παρατηρήσεις της κίνησης των ριζών προκαλούν συσχετίσεις με το έργο του εγκεφάλου και των αισθητηρίων οργάνων των ζώων. Ωστόσο, είναι γενικά αποδεκτό ότι η λογική και η ευφυΐα απαιτούν ένα κεντρικό νευρικό σύστημα που λειτουργεί με βάση τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων μεταξύ των νευρώνων. Από την άλλη πλευρά, είναι γνωστά συστήματα τεχνητής νοημοσύνης που δεν έχουν νευρικά κύτταρα, αλλά έχουν σημάδια «νοημοσύνης».

Σήμερα υπάρχουν πολλοί ορισμοί της νοημοσύνης. Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου Cornell στις Ηνωμένες Πολιτείες, που μελετούν το πρόβλημα της εφαρμογής αυτής της έννοιας στα φυτά, το περιόρισαν και το όρισαν ως την ικανότητα επίτευξης συγκεκριμένων στόχων με βάση τις πληροφορίες που λαμβάνονται από το περιβάλλον. Το ερώτημα λοιπόν δεν είναι αν η σύνθετη συμπεριφορά των φυτών είναι ευφυής, αλλά πώς λειτουργεί χωρίς τη συμμετοχή του νευρικού συστήματος.

Η ιδέα ότι οι επιστήμονες αναπτύσσονται προέκυψε από αυτό που έγινε στη δεκαετία του 1920. Προτάσεις ότι τα φυτά μπορούν να λειτουργήσουν σαν κυψέλες, με κάθε κύτταρο να λειτουργεί σαν μεμονωμένη μέλισσα. Τότε ο εγκέφαλος του φυτού είναι ολόκληρο το φυτό στο σύνολό του και δεν χρειάζεται κεντρικό συντονισμό και ο ρόλος των ηλεκτρικών παλμών παίζεται από χημικά σήματα.

Αυτή η υπόθεση υποστηρίζεται από μελέτες που έχουν δείξει την ικανότητα όλων των φυτικών κυττάρων να αντιλαμβάνονται ένα ευρύ φάσμα κυμάτων φωτός και την παρουσία μορίων αισθητήρων που τους επιτρέπουν να ανιχνεύουν μια ποικιλία συγκεκριμένων πτητικών οργανικών ενώσεων. Τέτοιες ενώσεις που εκκρίνονται από τα φυτά χρησιμεύουν ως ενδιάμεσοι σε αλληλεπιδράσεις με άλλα φυτά, επικονιαστικά έντομα, παράσιτα και όσους καταστρέφουν αυτά τα παράσιτα... Για παράδειγμα, τα φυτά μπορούν να παράγουν μεταβολίτες με τη βοήθεια των οποίων ενημερώνουν τους φυσικούς εχθρούς των φυτοφάγων για το τοποθεσία του τελευταίου.

Με τη βοήθεια πτητικών μεταβολιτών, τα φυτά μπορούν να «μάθουν», να «θυμηθούν» και να αλλάξουν συμπεριφορά ανάλογα με τις συνθήκες. Για παράδειγμα, πάρτε τη μεταβολική απόκριση ενός φυτού ως απάντηση σε μια επίθεση παρασίτων. Θα είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης στα μοριακά μονοπάτια που σχετίζονται με τη σύνθεση φυτοορμονών ιασμονικών και σαλικυλικών , καθώς και αερίου αιθυλενίου , το οποίο μπορεί να δράσει συνεργικά ή ανταγωνιστικά. Ως αποτέλεσμα, στην έξοδο θα δούμε μια διαφορετική εικόνα υπό διαφορετικές συνθήκες.

Έτσι, στα άγρια ​​φυτά καπνού , η συνεργική συσσώρευση ιασμονικών αλάτων και αιθυλενίου ως απόκριση στη διείσδυση παθογόνων μυκήτων οδηγεί σε αύξηση της σύνθεσης μυκητοκτόνων ενώσεων. Ωστόσο, όταν δέχονται επίθεση από κάμπιες σκώρων γερακιού καπνού , η ταυτόχρονη ενεργοποίηση αυτών των δύο οδών σηματοδότησης δεν συμβαίνει, καθώς θα οδηγήσει σε εξασθένηση της παραγωγής νικοτίνης , η οποία χρησιμεύει ως εντομοκτόνο .

Τα φυτά είναι απίθανο να προγραμματίσουν, αλλά μπορούν να κάνουν προληπτικές αλλαγές στο μεταβολισμό τους ως απόκριση σε σήματα από το περιβάλλον. Για παράδειγμα, μετά από επίθεση παρασίτων, ένα φυτό μπορεί να αυξήσει την παραγωγή απωθητικών και τοξινών στο πλαίσιο της προετοιμασίας για την επόμενη επίθεση. Τέτοιες αντιδράσεις δύο σταδίων, που προκαθορίζουν την ευέλικτη συμπεριφορά σε μεταβαλλόμενες συνθήκες, ονομάζονται εκκίνηση . Στα φυτά, η εκκίνηση γίνεται με την παροδική ενεργοποίηση γονιδίων που κωδικοποιούν αμυντικές ενώσεις και μπορεί να θεωρηθεί ανάλογο της βραχυπρόθεσμης μνήμης.

Αλλά ένα ανάλογο της μακροπρόθεσμης μνήμης μπορεί να φανταστεί ως σταθερά πρότυπα προστασίας κάτω από προβλέψιμες συνθήκες, οι οποίες διαμεσολαβούνται από επιγενετικές αλλαγές (για παράδειγμα, μεθυλίωση του DNA ή τροποποιήσεις πρωτεϊνών ιστόνης) που μπορούν να επιμείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα και ακόμη και να μεταδοθούν σε η επόμενη γενιά.

Ως παράδειγμα, οι επιστήμονες αναφέρουν τα αποτελέσματα της προηγούμενης μελέτης τους σχετικά με την απόκριση ενός ψηλού χρυσόραβδου (γνωστού στους κηπουρούς ως χρυσόραβδος ) στην επίθεση από κάμπιες στρατού σκουληκιών πτώσης . Όταν οι προνύμφες τρώνε τα φύλλα αυτού του φυτού της Βόρειας Αμερικής, απελευθερώνουν μια ένωση που φωνάζει ζημιά. Τα γειτονικά φυτά χρυσαυγιτών λαμβάνουν αυτό το σήμα και ανταποκρίνονται αυξάνοντας την παραγωγή των δικών τους άμυνων. Ταυτόχρονα, το goldenrod ρυθμίζει την αντίδρασή του ανάλογα με το αν υπάρχουν άλλα «αδέρφια» κοντά, τα οποία αναγνωρίζει από το κόκκινο φως του φάσματος που ανακλάται από τα φύλλα.

Είναι μια τέτοια ευέλικτη, προσαρμοστική απόκριση σε πραγματικό χρόνο σημάδι ευφυΐας των φυτών; Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ταιριάζει πολύ με τον ορισμό τους για τη νοημοσύνη. Και παρόλο που μιλάμε για έναν τύπο νοημοσύνης που είναι ασυνήθιστος για τους ανθρώπους, τα αποτελέσματα που λαμβάνονται στα φυτά μπορούν, καταρχήν, να αλλάξουν τις ιδέες μας για αυτό το εξελικτικό φαινόμενο.

https://dzen.ru/a/ZnplIrHBOxO7pmfG