Hinar róttæku nýju tilraunir sem gefa í skyn plöntuvitund

MARGIR hafa séð hvernig Mimosa pudica planta, einnig kölluð snerti-mér-ekki, brýtur saman laufin þegar þau eru snert. Færri vita að ef þú setur einn inn í lokað hólf með skammti af deyfilyfjum mun hann að lokum hætta að gera þetta, eins og hann hafi verið sleginn út eða svæfður.

Svæfingin þarf ekki að vera sérstök. Díetýleter, svæfingarlyf af gamla skólanum, virkar vel. Lídókaín, staðdeyfilyf sem tannlæknar njóta góðs af, er einnig áhrifaríkt þegar það er notað við ræturnar. Það sem meira er, ef þú festir rafskaut við yfirborð laufblaðanna á sama tíma muntu sjá að rafvirknibylgjur sem venjulega dreifast um vefi plöntunnar eru bældar. Þessi áhrif eru ekki bundin við Mimosa pudica – allar plöntur eru líklega næmar fyrir svæfingu , það er bara að áhrifin eru dramatískari hjá hraðskreiðum eins og Mimosa plöntum og Venus flugugildrum.

Paco Calvo við háskólann í Murcia á Spáni hefur gert þetta bragð nokkrum sinnum fyrir framan áhorfendur. Það mistekst að koma áhorfendum á óvart og hvetur þá til að spyrja einmitt spurninganna sem hann sjálfur er að reyna að svara. Ef hægt er að „svæfa plöntur“, þýðir það þá að þær séu í vitundarástandi sem er lokað af svæfingalyfjum? Gætum við talið þetta ástand vera eins konar tilfinningu, huglæga innri upplifun? Ef svo er, hafa plöntur einhvers konar meðvitund? Þetta eru umdeildar hugmyndir, en Calvo og lítill hópur fræðimanna um plöntuhegðun taka þær alvarlega. Niðurstöður þeirra hingað til, þó þær séu bráðabirgðatölur, gætu truflað skilning okkar á meðvitund – að ekki sé minnst á viðhorf okkar til plantna.

Plöntur starfa á þann hátt sem erfitt er fyrir okkur að skynja, svo fólk hefur jafnan gert ráð fyrir að þeir séu ekki að gera mjög mikið. En nýlega hafa vísindamenn komist að því að þeir búa yfir mörgum háþróaðir og óvæntir hæfileikar. Plöntur geta skynjað og brugðist við fleiri þáttum í umhverfi sínu en við og þær viðhalda iðandi félagslífi með því að eiga samskipti sín á milli ofan og neðan jarðar. Þeir hafa einnig samskipti við aðrar tegundir. Tómatplöntur, til dæmis, gefa frá sér efni sem hvetja rándýr þeirra til að láta undan mannátu og kveikja á hvort öðru . Býflugnabrönugrös plata karlkyns býflugur til að lenda á blómum sínum með því að líta út og lykta eins og framandi kvenbýflugur og hlaða síðan dunduðu skordýrunum með frjókornum. Kvöldsætur geta „heyrt“ frævunarefni þeirra og kveikt í nektarframleiðslu þegar þau verða fyrir tiltekinni titringstíðni þeirra. Arabidopsis plöntur geta notað einstaka bylgjulengdarsnið ljóss sem endurkastast af nálægum plöntum til að greina ættingja frá óættingjum .

Sumir þessara hæfileika eru þróuð viðbrögð við tilteknum aðstæðum – einföld, harðsnúin viðbrögð. Önnur hegðun gæti þó verið undirstaða einhvers konar vitsmuna. Að greina á milli tveggja í plöntum getur verið erfiður. Engu að síður hafa Calvo og samstarfsmaður hans Miguel Segundo-Ortin við háskólann í Utrecht í Hollandi bent á þrjá mikilvæga þætti sem veita lakmuspróf. Í fyrsta lagi er vitsmunaleg hegðun sveigjanleg og kraftmikil, frekar en að vera endurtekið, hnéviðbragð. Í öðru lagi er það forspár: það gefur til kynna að lífveran sé að sjá fyrir breytingar í umhverfinu. Að lokum er það markmiðsstýrt: það veldur breytingum á umhverfinu eða á lífverunni.

Snjallar baunir

Undir þessari linsu getum við séð að býflugnabrönugrös, sem platar karlkyns býflugur, er bara aðgerðarlaus að nota býflugnaveiðibúnaðinn sem hefur verið slípaður í gegnum þróunarsögu sína. Engin vitneskja er þörf. En baunaplanta að klifra upp á stöng? Það gæti verið önnur saga, segir Calvo.

Þegar baunir leita að stuðningi gera þær breitt, hringlaga sópa af umhverfi sínu og stækka eftir því sem þær fara. Þegar þeir koma heim á stöng munu sumar baunir skyndilega stökkva í áttina að honum eins og drukkinn kráargesti að sveifla sér að einhverjum. Þetta er hröð, markviss breyting á hegðun. Þetta bendir til þess að verksmiðjan sé ekki einfaldlega að keyra fyrirfram forritaða stangaleitarröð. „Það gæti jafnvel bent til þess að baunin „veit“ að stöngin sé þarna,“ segir Calvo. Við þurfum hins vegar að vita miklu meira áður en við getum verið viss, bætir hann við, og „við verðum að gæta þess að gera ekki of mikið ráð fyrir“.

Calvo telur að fyrsta skrefið í að kanna innra líf plantna sé að skoða hegðun þeirra vel. Hann hefur eytt mörgum klukkutímum í að sitja og horfa á uppáhalds baunaplönturnar sínar ( Phaseolus vulgaris ) vaxa. „Ein leið til að stilla á plöntur er að hægja á sér og komast nær mismunandi tímamörkum þeirra,“ segir hann.

Í Minimal Intelligence Laboratory (MINT Lab) við háskólann í Murcia, taka hann og samstarfsmenn hans hátæknilegri nálgun. Klifurbaunir eru stjarnan í uppsetningum þeirra á tíma-lapse ljósmyndun. Rannsakendur nota myndir sem teknar eru á hverri mínútu til að fanga hreyfingar plöntunnar á meðan þeir fylgjast með innri rafboðavirkni hennar með rafskautum og lífskynjara. Þessar raðir hafa leitt í ljós hvernig baunir finna stoðir: Ein tiltekin planta í rannsóknarstofunni rýkur stöngina svo hratt að Calvo kallar það Usain Bolt. Tilraunirnar sýna einnig að þessari hegðun fylgir toppar í rafvirkni.

Þessi tegund af rafboðum gefur vísbendingar um skynsemi í öllu lífsins tré, segir Calvo.

Tilfinning er hæfni til að upplifa skynjun og tilfinningar. Sú hugmynd að allt líf búi yfir því, að meira eða minna leyti, er að ryðja sér til rúms. „Af hverju að stoppa við plöntur? Bakteríur, sveppir og slím mygla allt gera mjög sniðuga hluti þrátt fyrir að vera frumstæðari,“ segir þróunarvistfræðingur Ariel Novoplansky við Ben-Gurion háskólann í Negev, Ísrael.

Hugmyndin um að skynsemi sé miðlað með rafvirkni er almennt viðurkennd, í ljósi þess hvernig heili okkar og taugakerfi virka. Plöntur eru ekki með heila en þær framleiða mikla rafvirkni í æðavefjum sínum, aðal flutningskerfi til að flytja næringarefni og vatn í kringum þær, sem nær frá rótum til laufblaða. Þeir nota einnig margar merkjasameindirnar sem sjást í dýrum, svo sem GABA, asetýlkólín og serótónín. Svo, þó að það sé vissulega ekki óyggjandi, benda þessi líkindi til þess að plöntur hafi undirliggjandi arkitektúr til að styðja við tilfinningar.

En Calvo gengur lengra. Hann telur að sveigjanlegur háttur sem plöntur vaxa á, undir áhrifum frá umhverfi sínu og skynupplýsingum, bendi til þess að þær hafi einstaka, huglæga reynslu. Þetta, ásamt rafboðum, gefur til kynna að plöntur búi yfir einhverju sem gæti talist eins konar meðvitund.

Það kann að hljóma fáránlegt, en það passar leiðandi hugmynd um meðvitund sem kallast samþætt upplýsingakenning. Í meginatriðum lítur þetta á meðvitund sem hæfni til að samþætta marga þætti upplifunar í heild, óháð kerfinu, hvort sem það er heili, tölvukubbar – eða planta. Því meiri samþætting, því hærra er meðvitundarstigið.

Geta plöntur lært?

MINT Lab teymið vonast til að varpa ljósi á hvernig plöntur vinna úr upplýsingum með því að aðlaga verkfæri sem notuð eru til að sjá virkni í heila manna. Sérsmíðaðir plöntur MRI eða PET skannar myndu gera rannsakendum kleift að kortleggja breytingar inni í æðakerfum plantna og sjá hvað þeir eru að gera í rauntíma. Aðalaðferðin sem nú er notuð til að meta meðvitundarstig hjá mönnum og öðrum spendýrum er kölluð „zap and zip“ . Það notar segulsvið til að örva rafleiðandi frumur og skoðar síðan virknina sem afleidd er – flókið mynstur sem gefur hlutfallslegan mælikvarða á meðvitund. Calvo og samstarfsmenn hans hafa bent á að útgáfa af zap og zip sem er aðlöguð fyrir plöntur gæti hjálpað til við að leiða í ljós hvort rafvirknimynstur þeirra liggi til grundvallar einhvers konar tilfinningalegri reynslu.

Á meðan MINT Lab er að skoða rafmerkjasendingar, eru aðrir atferlisfræðingar plantna að grípa til annarra aðferða. Þetta felur í sér að kanna möguleikann á því að plöntur hafi persónuleika (sjá „ Plöntupersónuleika “) og skoða hvernig plöntur læra og muna. Teymi undir forystu Monicu Gagliano við Southern Cross háskólann í Ástralíu ræktaði til dæmis ertuplöntur í Y-laga völundarhúsum til að sjá hvort hægt væri að þjálfa þær til að vaxa í átt að vindi , sem plöntur myndu aldrei gera í náttúrunni. Þegar rannsakendur tengdu loftstreymi frá viftu við ljósgjafa komust þeir að því að plönturnar lærðu að vaxa í átt að golunni, jafnvel þegar loftflæðið kom fram af sjálfu sér – eins og hundar Pavlovs lærðu að tengja bjölluhljóð við yfirvofandi komu af mat. Þrátt fyrir að teymi Calvo og fleiri hafi ekki getað endurtekið þessar niðurstöður , lítur hann ekki á þetta sem óyggjandi sönnun fyrir því að plöntur geti ekki lært, bara að það sé erfitt að rannsaka sálfræði plantna með tilraunum.

Sumir eru efins. Á síðasta ári héldu Jon Mallatt við Washington State University og samstarfsmenn hans því fram að jafnvel þótt plöntur væru færar um Pavlovian nám, þá skipti niðurstaðan ekki máli vegna þess að hún krefst ekki meðvitundar. Ritgerð þeirra, sem ber titilinn „Debunking a myth: plant consciousness“ , komst einnig að þeirri niðurstöðu að rafboð í plöntum gefi enga vísbendingu um meðvitund. „Flókin upplýsingavinnsla krefst gagnkvæmra merkja milli frumna,“ segir Mallatt. „En ekkert frumutal hefur enn fundist í plöntum, aðeins einstefnumerki.

Aðrir gagnrýnendur líta á hugmyndina um plöntuvitund sem lítið annað en merkingarfræði. „Það eru hvorki sannanir né neinar vísindalegar kröfur til að kalla þessi samræmdu viðbrögð „vitund“ í plöntum,“ segir Andreas Draguhn við Heidelberg háskólann í Þýskalandi. Mike Blatt við háskólann í Glasgow í Bretlandi hefur svipaða skoðun. „Þetta er áhugaverð heimspekileg spurning, en ekki mjög gagnleg til að skilja plöntur, þar sem allt sem þær gera er hægt að útskýra lífeðlisfræðilega,“ segir hann.

Sumir vísindamenn eru opnir fyrir þeirri hugmynd að plöntur hafi grunnvitund, en hafa ákveðna fyrirvara um að fara lengra en það byggt á núverandi sönnunargögnum. „Við vitum að plöntur eru meðvitaðar um umhverfi sitt og sjálfar og hverja aðra. Við vitum ekki hvort þeir eru með meðvitund,“ segir Elizabeth Van Volkenburgh við háskólann í Washington. Hún leggur til að heimspekingar og plöntulíffræðingar ættu að vinna saman að samkomulagi um siðareglur til að prófa hæfileika plantna.

Calvo fagnar þessari gagnrýni. „Vísindaleg strangleiki er byggður á heilbrigðri efahyggju,“ segir hann. Og hann er staðráðinn í því að lið hans hafi ekki sett fram neinar órökstuddar fullyrðingar. „Við einbeitum okkur að því að skilja vandlega hegðun plantna og gera tilraunir með hversu mikla skynsemi og skynsemi við þurfum til að útskýra það,“ segir hann.

Enginn efast um að við séum langt frá því að skilja hvernig plöntur upplifa heiminn. En hvert gætu rannsóknir á plöntuþekkingu leitt okkur? Fyrir utan að hvetja okkur til að hugsa betur um húsplönturnar okkar gætum við komist að nýjum skilningi á hugsun án taugafrumna og meðvitund án heila. Sem stendur snúa hugmyndir um hvernig okkar eigin hugur starfar nánast eingöngu að taugalíffærafræði – við gætum þurft að endurskoða það. Ef vitundin í miðju meðvitaðrar upplifunar okkar er eitthvað sem við deilum með öllum öðrum lífverum, jafnvel plöntum, gætum við efast um hvort menn séu alveg eins sérstakir og við viljum halda.

Að sjá hlutina frá sjónarhorni plantna býður líka upp á spennandi hagnýta möguleika. Vélmennahönnun innblásin af plöntum hefur mögulega notkun í geimkönnun og læknisfræði (sjá „ Vélmenni innblásin af plöntum“). Calvo vinnur nú með svissnesku fyrirtæki sem heitir Vivent og notar lífskynjara og vélanám til að þróa kerfi sem greina streitu plantna og stilla vaxtarskilyrði þeirra í rauntíma. Slík kerfi gætu gjörbylt landbúnaði og hjálpað til við að tryggja fæðuöryggi í framtíðinni. Þeir gætu gert okkur kleift að vinna með plöntum til að takast á við áskoranir framtíðarinnar, frekar en að líta á þær sem óvirkar auðlindir.

Kannski munum við líka endurmeta siðferðilega viðhorf okkar til plantna, alveg eins og við gerum með dýr sem ekki eru úr mönnum. „Ef plöntur hafa einhvers konar tilfinningu, getum við þá réttlætt meðferð okkar á þeim í landbúnaði, skógarhöggi og öllum öðrum leiðum sem við nýtum þær? segir Calvo.

Allt þetta gæti stafað af gjörbreyttu sjónarhorni á plöntur. Fyrst verðum við þó að finna út hvernig við sjáum þau skýrt.

Visiris hljóð
Þú getur nú hlustað á margar greinar – leitaðu að heyrnartólatákninu í appinu okkar