هل النباتات أذكى مما نعتقد؟ اكتشف علماء كورنيل شكلاً من أشكال الذكاء في نباتات Goldenrod

يمكن لنباتات Goldenrod استشعار النباتات الأخرى القريبة من خلال نسب الضوء الأحمر البعيد وتكييف استجاباتها عندما تأكلها الحيوانات العاشبة، مما يشير إلى شكل من أشكال ذكاء النبات. ويدافع أندريه كيسلر، عالم البيئة الكيميائية، عن ذكاء النبات من خلال تعريفه بأنه القدرة على حل المشكلات بناءً على المعلومات البيئية. يُظهر بحثه أن نبات العصا الذهبية يطلق مواد كيميائية لإشارة النباتات المجاورة لإنتاج دفاعات ضد الآفات. يشير هذا السلوك التكيفي والتواصل من خلال المركبات العضوية المتطايرة إلى أن النباتات يمكنها معالجة المعلومات والاستجابة بمرونة لبيئتها، مما يتحدى المفاهيم التقليدية للذكاء. الائتمان: SciTechDaily.com

يظهر بحث جديد أن نباتات العصا الذهبية تُظهر شكلاً من أشكال الذكاء من خلال تكييف استجاباتها مع الحيوانات العاشبة بناءً على وجود النباتات المجاورة والإشارات البيئية، مما يتحدى التعريفات التقليدية للذكاء.

يستطيع Goldenrod رؤية النباتات الأخرى القريبة دون أن يلمسها أبدًا، وذلك عن طريق استشعار نسب الضوء الأحمر البعيد المنعكس عن الأوراق. عندما تأكل الحيوانات العاشبة قضيبًا ذهبيًا، فإنها تتكيف مع استجابتها بناءً على ما إذا كان هناك نبات آخر قريب أم لا. هل هذا النوع من الاستجابة المرنة والتكيفية في الوقت الحقيقي علامة على الذكاء في النباتات؟

ليس من السهل الإجابة على هذا السؤال، لكن أندريه كيسلر، عالم البيئة الكيميائية، قدم حجة حول ذكاء النبات في ورقة بحثية حديثة في المجلة إشارات النبات والسلوك.

تعريف الذكاء في النباتات

وقال كيسلر، الأستاذ في قسم البيئة والبيولوجيا التطورية في كلية الزراعة وعلوم الحياة: “هناك أكثر من 70 تعريفاً منشوراً للذكاء ولا يوجد اتفاق على ماهيته، حتى ضمن مجال معين”.

يعتقد الكثير من الناس أن الذكاء يتطلب جهازًا عصبيًا مركزيًا، حيث تعمل الإشارات الكهربائية كوسيط لمعالجة المعلومات. يربط بعض علماء الأحياء النباتية أنظمة الأوعية الدموية في النبات بالجهاز العصبي المركزي، ويقترحون أن نوعًا ما من الكيان المركزي في النبات يسمح لهم بمعالجة المعلومات والاستجابة لها. لكن كيسلر يختلف بشدة مع هذه الفكرة.

نبات العصا الذهبية.

“لا يوجد دليل جيد على أي من التماثلات مع الجهاز العصبي، على الرغم من أننا نرى بوضوح الإشارات الكهربائية في النباتات، ولكن السؤال هو ما مدى أهمية هذه الإشارة لقدرة النبات على معالجة الإشارات البيئية؟” هو قال.

ولطرح حجتهم حول الذكاء النباتي، قام كيسلر والمؤلف المشارك مايكل مولر، وهو طالب دكتوراه في مختبره، بتضييق تعريفهما إلى العناصر الأساسية: “القدرة على حل المشكلات، بناءً على المعلومات التي تحصل عليها من البيئة”. قال كيسلر: “نحو هدف معين”.

وكدراسة حالة، يشير كيسلر إلى بحثه السابق الذي يبحث في نبات العصا الذهبية واستجاباتها عندما تأكلها الآفات. عندما تأكل يرقات خنفساء الأوراق أوراق نبات العصا الذهبية، يفرز النبات مادة كيميائية تخبر الحشرة أن النبات تالف وأنه مصدر فقير للغذاء. يتم أيضًا التقاط هذه المواد الكيميائية المحمولة جواً، والتي تسمى المركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، بواسطة نباتات Goldenrod المجاورة، مما يدفعها إلى إنتاج دفاعاتها الخاصة ضد يرقات الخنفساء. بهذه الطريقة، تقوم العصا الذهبية بنقل الحيوانات العاشبة إلى الجيران وتوزيع الضرر.

التجارب والملاحظات

في ورقة 2022 في المجلة النباتات، كيسلر والمؤلف المشارك ألكسندر تشوتا، دكتوراه. ’21، أجرى تجارب لإظهار أن Goldenrod يمكنه أيضًا إدراك نسب أعلى من الضوء الأحمر البعيد المنعكس عن أوراق النباتات المجاورة. عندما يكون الجيران حاضرين وتأكل الخنافس العصي الذهبية، فإنهم يستثمرون أكثر في تحمل الحيوانات العاشبة من خلال النمو بشكل أسرع ولكنهم يبدأون أيضًا في إنتاج مركبات دفاعية تساعد النباتات على مقاومة الآفات الحشرية. في حالة عدم وجود جيران، لا تلجأ النباتات إلى النمو المتسارع عند تناولها وتختلف الاستجابات الكيميائية للحيوانات العاشبة بشكل ملحوظ، على الرغم من أنها لا تزال تتحمل كميات كبيرة جدًا من الحيوانات العاشبة.

وقال كيسلر: “هذا يناسب تعريفنا للذكاء”. “اعتمادًا على المعلومات التي يتلقاها من البيئة، يغير النبات سلوكه القياسي.”

يُظهر Goldenrod المجاور أيضًا ذكاءً عندما يرون المركبات العضوية المتطايرة التي تشير إلى وجود آفة. وقال كيسلر: “إن الانبعاثات المتطايرة القادمة من أحد الجيران تنبئ بالحيوانات العاشبة في المستقبل”. “يمكنهم استخدام إشارة بيئية للتنبؤ بالوضع المستقبلي، ثم التصرف بناءً على ذلك”.

وقال كيسلر إن تطبيق مفهوم الذكاء على النباتات يمكن أن يلهم فرضيات جديدة حول آليات ووظائف التواصل الكيميائي النباتي، بينما يغير أيضًا تفكير الناس حول ما يعنيه الذكاء حقًا.

الفكرة الأخيرة جاءت في الوقت المناسب، كما الذكاء الاصطناعي هو موضوع الاهتمام الحالي. على سبيل المثال، قال إن الذكاء الاصطناعي لا يحل المشكلات نحو هدف ما، على الأقل حتى الآن. وقال: “الذكاء الاصطناعي، حسب تعريفنا للذكاء، ليس حتى ذكيا”. ويعتمد بدلاً من ذلك على الأنماط التي يحددها في المعلومات التي يمكنه الوصول إليها.

الفكرة التي أثارت اهتمام كيسلر جاءت من علماء الرياضيات في العشرينيات من القرن العشرين، الذين اقترحوا أن النباتات ربما تعمل بشكل أشبه بخلايا النحل. في هذه الحالة، تعمل كل خلية مثل نحلة فردية، والنبات بأكمله يشبه خلية النحل.

وقال كيسلر: “ما يعنيه ذلك هو أن الدماغ الموجود في النبات هو النبات بأكمله دون الحاجة إلى التنسيق المركزي”.

بدلاً من الإشارات الكهربائية، هناك إشارات كيميائية في جميع أنحاء الكائن الحي الفائق. أظهرت الدراسات التي أجراها باحثون آخرون أن كل خلية نباتية لديها إدراك واسع الطيف للضوء وجزيئات حسية للكشف عن مركبات متطايرة محددة جدًا قادمة من النباتات المجاورة.

“يمكنهم شم رائحة بيئتهم بدقة شديدة؛ كل خلية يمكنها أن تفعل ذلك، على حد علمنا”. قد تكون الخلايا متخصصة، لكنها أيضًا جميعها تدرك نفس الأشياء، وتتواصل عبر الإشارات الكيميائية لتحفيز استجابة جماعية في النمو أو التمثيل الغذائي. وأضاف: “هذه الفكرة جذابة للغاية بالنسبة لي”.

المرجع: “المقاومة المستحثة للحيوانات العاشبة والنباتات الذكية” بقلم أندريه كيسلر ومايكل ب. مولر، 30 أبريل 2024، إشارات النبات وسلوكه.
دوى: 10.1080/15592324.2024.2345985

تم دعم هذه الورقة بمنحة من صندوق علماء النبات الجديد.