Inteligencja roślin

Reakcja Mimosa pudica na dotyk jest szczególną formą ruchu roślin ze względu na jego gwałtowność^[1]

Inteligencja roślin – złożone zachowania adaptacyjne występujące u roślin. Zachowania te umożliwiają organizmom roślinnym dostosowanie się do warunków środowiska^[2][3]. Mechanizmy adaptacyjne, będące plastyczną reakcją fenotypową w odpowiedzi na sygnały ze środowiska powstały w wyniku ewolucji i obejmują zachowania takie jak reakcja na stres lub obrona przed patogenem. Właściwe reagowanie na zmieniające się warunki wymaga istnienia pamięci, uczenia się i inteligencji^[4][2]. Reakcje roślin mogą mieć charakter morfologiczny lub fizjologiczny. Koncepcja inteligentnych zachowań u roślin została zapoczątkowana przez Karola Darwina^[5].

Historia

Możliwość istnienia życia wewnętrznego u roślin rozważał Arystoteles. Linneusz postulował istnienie wzrostu u kamieni, wzrostu i życia u roślin oraz życia i czucia u zwierząt. Istnienie centrum inteligencji u roślin odpowiadającego mózgowi zwierząt zostało zaproponowane przez Darwina. Centrum takie miało być zlokalizowane w wierzchołku korzenia i odpowiadać za przetwarzanie sygnałów odbieranych przez komórki czuciowe. Zdolność do odbierania sygnałów przez organizm roślinny została następnie opisana w podręczniku Rabera „Principles of Plant Physiology“ w roku 1933. W drugiej połowie XX wieku znane już były reakcje roślin na chemiczne i fizyczne sygnały ze środowiska i zaobserwowano także powstawanie potencjałów czynnościowych u łubinu. Przenoszenie informacji w postaci zmian potencjału umożliwiają wiązki przewodzące. Sygnały elektryczne indukowane są w wyniku zranienia oraz w warunkach gwałtownego stresu. Doświadczenia potwierdziły wpływ sygnałów elektrycznych na intensywność fotosyntezy. Znanych jest szereg endogennych substancji chemicznych pełniących rolę regulatorową. Część z nich to fitohormony, których rola w regulacji reakcji morfologicznych i fizjologicznych jest stosunkowo dobrze znana. W roślinach wykryto także wiele substancji, które u zwierząt pełnią funkcję neurotransmiterów. Funkcja tych związków w komórkach roślinnych jest słabo poznana. Związkiem zaangażowanym w wiele reakcji organizmów roślinnych jest tlenek azotu (NO) uczestniczący w regulacji wzrostu korzeni bocznych, geotropizmie, przerywaniu spoczynku nasion, kiełkowaniu, produkcji fitoaleksyn, hamowaniu starzenia i wielu innych^[6].

Przejawy inteligencji roślin

Tradycyjne rozumienie inteligencji związane jest z obserwowaniem ruchu, jednak każde zachowanie o charakterze adaptacji może być traktowane jako przejaw inteligencji^[7] Główną różnicą w badaniach nad reakcjami zwierząt i roślin jest skala czasowa, która u roślin obejmuje tygodnie lub miesiące^[1].

Podstawowym zachowaniem inteligentnym jest uczenie się. Wymaga ono osiągania celu przy jednoczesnej korekcji błędów. Rośliny muszą wykazywać właściwą rekcję na siłę grawitacji, natężenie światła, stężenie soli mineralnych i zawartość wody w środowisku. W przypadku grawitropizmu obserwowano odchylenie rosnących organów, które początkowo przekraczało potrzebę. Kolejne oscylacyjne ruchy wzrostowe umożliwiały dopasowanie reakcji do potrzeb. Zachodziła korekcja błędów w stosunku do celu^[1].

Przejawy uczenia się były obserwowane także w ruchach aparatów szparkowych, które muszą zapewnić dostosowanie do ilości wody dostarczanej przez korzenie^[1].

Mechanizmy inteligentnych reakcji na bodźce

Uczenie się wymaga istnienia systemu odbioru i przekazywania sygnałów. Badania koncentrują się na poszukiwaniu receptorów i cząstek sygnałowych. Na podstawie analizy genomu Arabidopsis oszacowano, że w roślinie istnieje prawie tysiąc kinaz białkowych. Potwierdzono także występowanie w komórkach roślinnych szeregu cząstek uczestniczących w transdukcji sygnału^[8].

Przypisy