Мимоза стыдливая способна отслеживать события в окружающей среде
Ученые обнаружили, что растения могут обладать способностью к своеобразному «счету» событий в окружающей среде. К такому выводу пришли исследователи из Колледжа Уильяма и Мэри, опубликовавшие результаты работы в научном журнале «Cognitive Science».
Долгое время считалось, что для обучения, памяти и принятия решений организму необходим мозг. Однако новое исследование показывает, что сложная обработка информации может происходить и без нейронов. Психолог Питер Виштон вместе со своей бывшей студенткой Пейдж Бартош изучили поведение растения «Mimosa pudica», более известного как мимоза стыдливая или «недотрога». Ученые заметили, что растение способно отслеживать определенное количество событий в окружающей среде и реагировать на них.
Мимоза стыдливая известна тем, что ее листья складываются при прикосновении или встряске. Кроме того, ночью они закрываются и вновь раскрываются с восходом солнца. Такое движение называется никтинастией. В ходе эксперимента растения поместили в специальную влажную установку без окон и подвергли циклам света и темноты.
На первом этапе эксперимента ученые использовали 24-часовой цикл. В течение первых двух дней растения находились по 12 часов в темноте и по 12 часов на свету. На третий день освещение полностью отключали. После примерно пяти повторений такого режима исследователи заметили необычную реакцию: растения начинали активнее двигаться в «предрассветные» часы именно в те дни, когда можно было ожидать включения света. Однако на третий день, когда свет не появлялся, такого поведения не наблюдалось.
По словам Питера Виштона, это может означать, что растения «запомнили» трехдневный цикл и научились реагировать на него заранее. Математическое моделирование показало логарифмическую кривую изменений: сначала поведение растений менялось быстро, а затем постепенно стабилизировалось. Такой же тип кривой часто наблюдается при обучении животных.
Однако ученые решили проверить и другое объяснение — возможно, растения ориентируются не на количество событий, а на время. Известно, что многие растения следуют 24-часовому циркадному ритму и заранее «готовятся» к восходу солнца. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи сократили продолжительность цикла до 20 часов. Растения почти сразу изменили свое поведение и начали реагировать на новый ритм света и темноты.
Затем ученые провели еще один эксперимент: продолжительность каждого трехдневного цикла стала случайной — от 10 до 32 часов. При слишком коротких или слишком длинных циклах закономерность исчезала. Исследователи предполагают, что растениям необходим минимальный период воздействия света и темноты, чтобы распознать закономерность, а также существует предел памяти, после которого они «забывают» паттерн.
Тем не менее в диапазоне от 12 до 24 часов растения продолжали проявлять повышенную активность именно в те дни, когда можно было ожидать появления света. Это, по мнению авторов исследования, указывает на то, что мимоза стыдливая способна отслеживать количество происходящих событий, а не просто реагировать на течение времени.
Если результаты подтвердятся в будущих экспериментах, они могут изменить представления ученых о механизмах обучения и памяти. Виштон отмечает, что практически все существующие теории принятия решений предполагают участие нейронов, однако у растений их нет. Тем не менее они могут демонстрировать поведение, напоминающее когнитивные процессы.
Ученый также предполагает, что подобные механизмы могут существовать и в других клетках живых организмов, которые не являются нейронами. Если это подтвердится, способность к обучению может оказаться гораздо более распространенной в природе, чем считалось ранее.
Исследователи считают, что дальнейшее изучение «не-нейронного интеллекта» может привести к созданию биологических вычислительных устройств, сенсоров на основе растений и даже новых методов воздействия на клеточные механизмы памяти. Кроме того, работа ставит под вопрос привычное разделение между растительным и животным миром, показывая, что граница между ними может быть гораздо менее четкой.
Ранее мы рассказывали о том, из каких растений получают эфирные масла.
