Augalai be smegenų gali skaičiuoti: sensacingas tyrimas atskleidė mimozų atminties paslaptis

Augalams ilgai buvo priskiriamas pasyvus „gyvos dekoracijos“ vaidmuo: jie auga, linksta į šviesą, kartais suskleidžia lapus, bet esą lieka tik fonu. Vis dėlto kuo atidžiau juos tiria mokslas, tuo aiškiau matyti, kad šis „fonas“ yra kur kas dinamiškesnis, jautresnis ir geriau organizuotas, nei įprasta manyti. Naujas tyrimas su mimoza drovia (Mimosa pudica) papildo šią istoriją intriguojančia detale: panašu, kad augalas geba sekti šviesos įvykių skaičių savo aplinkoje.

Žinoma, tai nereiškia, kad augalas „skaičiuoja“ kaip žmogus ar mintyse atlieka aritmetinius veiksmus. Kalbama apie subtilesnį, tačiau biologiniu požiūriu itin įdomų reiškinį: augalas, regis, skiria atskirus šviesos ir tamsos epizodus ir pritaiko judesius pagal jų seką, o ne vien pagal laiko tėkmę. Jei šie rezultatai pasitvirtins, tai būtų vienas pirmųjų eksperimentinių signalų, leidžiančių manyti, kad augalai gali enumeruoti įvykius, t. y. sekti jų skaičių kaip atskirus vienetus.

Šis atradimas dar kartą stumia ribą, ką laikome įmanoma be neuronų. Jei organizmas be smegenų gali užčiuopti dėsningumą, jį „įsiminti“ ir pakeisti elgesį pagal tą dėsningumą, tuomet įprastas pasakojimas, kad sudėtingas mokymasis yra išskirtinai nervų sistemų privilegija, tampa per ankštas.

Mimoza pradėjo „numatyti“ ritmą

Tyrėjai dirbo su mimoza drovia – augalu, garsėjančiu tuo, kad palietus suskleidžia lapus, tačiau taip pat natūraliai atveria ir užveria lapelius pagal paros ritmą. Eksperimento metu augalai buvo veikiami pasikartojančiu modeliu: dvi dienas kaitaliojosi šviesa ir tamsa, o trečią dieną tikėtina šviesa nepasirodydavo.

Po kelių ciklų augalai ėmė rodyti ryškesnį judesį tamsiomis valandomis prieš momentą, kai „turėjo“ pasirodyti šviesa, tačiau to nedarydavo tomis dienomis, kai pagal modelį šviesos ir neturėjo būti. Tai svarbi detalė, nes toks elgesys nepanašus į paprastą reakciją į esamą dirgiklį – augalas elgėsi kitaip dar iki laukiamo įvykio.

Dar daugiau – elgesio pokytis didėjo palaipsniui maždaug 15 dienų ir atitiko logaritminę kreivę: pradžioje pokytis buvo spartesnis, vėliau stabilizavosi. Toks dinamikos pobūdis primena mokymosi procesus, stebimus gyvūnų tyrimuose.

Augalų pasaulyje įprasta kalbėti apie hormonus, fotoreceptorius, tropizmus ir cirkadinius ritmus. Tačiau čia atsiranda užuomina į tai, kas panašu ne vien į fiziologinę reakciją, bet ir į patirties „organizavimą“: augalas neatrodo kaip pasyvus objektas, kurį stumdo šviesa, greičiau kaip sistema, kuri fiksuoja dėsningumus ir pradeda prognozuoti.

Sunkiausias klausimas: ar tai tik „vidinis laikrodis“, ar vis dėlto įvykių skaičiavimas?

Pirmas sveiko proto paaiškinimas paprastas: gal augalas nieko neskaičiuoja, o tiesiog paklūsta paros ritmui. Juk augalai puikiai „jaučia“ 24 valandų dienos ir nakties ciklą. Todėl tyrėjai mėgino atskirti šias dvi galimybes.

Pirmiausia jie sutrumpino ciklą nuo 24 iki 20 valandų. Augalai „nesugriuvo“ – gana greitai prisitaikė ir savo judesius suderino su nauju modeliu.

Vėliau mokslininkai ėmė atsitiktinai keisti atskirų ciklų trukmę po šviesa–šviesa–tamsa sekos, intervale nuo 10 iki 32 valandų. Jei augalas tiesiog „matuotų laiką“ kaip laikrodis, toks chaosas turėtų išsklaidyti rezultatą. Tačiau 12–24 valandų ribose pagrindinis dėsningumas vis dar buvo matomas: judesys buvo ryškesnis tą dieną, kai „turėjo“ pasirodyti šviesa, ir silpnesnis tą dieną, kai buvo numatyta tamsa. Tik už šių ribų elgesys pradėjo irti.

Tai dar neužveria klausimo galutinai, tačiau sustiprina interpretaciją, kad augalas gali sekti ne vien laiko trukmę, o pačių epizodų skaičių. Kitaip tariant, galbūt svarbu ne „praėjo 72 valandos“, o „tai jau trečias toks įvykis“. Žmogui skirtumas gali atrodyti subtilus, tačiau biologijai jis esminis, nes liečia informacijos kodavimą organizme be nervų sistemos.

„Intelekto“ sąvoka vilioja, bet čia reikalingas atsargumas

Tokiose vietose lengva perlenkti lazdą ir paskelbti, kad augalai „mąsto“, turi „atmintį“ ar yra „protingesni, nei manėme“. Patys autoriai pabrėžia, kad būtini papildomi pakartojimai ir kontroliniai bandymai. Tai nėra galutinis verdiktas ar biologijos „perversmas“, o veikiau stiprus, provokuojantis rezultatas.

Vis dėlto tyrimas kelia svarbių klausimų. Vien tai, kad panaši priklausomybė pasirodo augale be neuronų, skatina svarstyti, ar dalis procesų, kuriuos esame įpratę vadinti „mokymusi“, nebūtinai priklauso vien smegenims. Gali egzistuoti paprastesni, labiau išsklaidyti biologiniai būdai apdoroti dėsningumus – ląstelių ir audinių lygmeniu. Tyrėjai taip pat svarsto, kad panašūs gebėjimai galėtų pasireikšti ir kituose audiniuose, neturinčiuose neuronų.

Mokslas vis dažniau rodo, kad sudėtingumas gamtoje nebūtinai turi vieną centrą. Tai matyti tiek ląstelinių tinklų tyrimuose, tiek stebint gleivūnus, bakterijų kolonijas ar augalų elgseną. Esmė ne viską skubėti vadinti intelektu, o pripažinti, kad gamta turi daugiau nei vieną būdą įsiminti dėsningumus ir į juos reaguoti.