النباتات ذكية في حل المشكلات وتعرف كيفية التكيف

يستطيع Goldenrod اكتشاف النباتات القريبة من خلال استشعار نسب الضوء الأحمر البعيد المنعكس عن الأوراق، مما يسمح له بتكييف استجاباته مع الحيوانات العاشبة بناءً على البيئة المحيطة به.

وفقًا لدراسة جديدة أجرتها جامعة كورنيل ، قد تشير هذه القدرة على التكيف إلى ذكاء النبات، إذا تم تعريف الذكاء على أنه حل المشكلات بناءً على المعلومات البيئية.

على سبيل المثال، يطلق نبات Goldenrod مواد كيميائية لصد الآفات، ويرسل إشارات إلى النباتات المجاورة لتنشيط دفاعاتها. وبالتالي، قد تعمل النباتات ككائنات فائقة، حيث تساهم كل خلية في الذكاء العام دون تنسيق مركزي.

معالجة المعلومات بين النباتات الذكية

وقال المؤلف الرئيسي أندريه كيسلر، عالم البيئة الكيميائية في جامعة كورنيل: “هناك أكثر من 70 تعريفاً منشوراً للذكاء، ولا يوجد اتفاق حول ماهيتها، حتى في مجال معين”.

يعتقد الكثير من الناس أن الذكاء يحتاج إلى جهاز عصبي مركزي يستخدم الإشارات الكهربائية لمعالجة المعلومات، يشبه بعض علماء الأحياء النباتية أنظمة الأوعية الدموية النباتية بالجهاز العصبي المركزي، مما يشير إلى أن النباتات لديها كيان مركزي لمعالجة المعلومات والاستجابة لها، ومع ذلك، كيسلر لا يتفق مع هذه الفكرة.

“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؟”

يمكن للنباتات تغيير سلوكها

وللدفاع عن الذكاء النباتي ، عرّفه كيسلر وطالب الدكتوراه مايكل مولر ببساطة على أنه “القدرة على حل المشكلات، بناءً على المعلومات التي تحصل عليها من البيئة، لتحقيق هدف معين”.

أظهر بحث كيسلر السابق أن نبات العصا الذهبية يصدر مركبات عضوية متطايرة (VOCs) للإشارة إلى النباتات المجاورة عندما تهاجمها الحيوانات العاشبة، مما يدفعها إلى إنتاج دفاعاتها الخاصة.

تتغير هذه الاستجابة اعتمادًا على وجود النباتات القريبة، مما يشير إلى أن العصا الذهبية تتكيف مع سلوكها بناءً على الإشارات البيئية.

وأوضح كيسلر: “اعتمادًا على المعلومات التي يتلقاها من البيئة، يغير النبات سلوكه القياسي”. تعد هذه القدرة على التنبؤ بالوجود المستقبلي للحيوانات العاشبة والتصرف وفقًا لذلك جانبًا رئيسيًا لما وصفه المؤلفون بذكاء النبات.

النموذج اللامركزي للذكاء النباتي

علاوة على ذلك، كان كيسلر مفتونًا بالفكرة التي اقترحها علماء الرياضيات في عشرينيات القرن الماضي، والتي تشير إلى أن النباتات تعمل مثل خلايا النحل، حيث تعمل كل خلية بشكل مستقل ولكنها تساهم في الاستجابة الجماعية. وقال: “إن الدماغ الموجود في النبات هو النبات بأكمله دون الحاجة إلى التنسيق المركزي”.

تستخدم النباتات الإشارات الكيميائية، بدلاً من الكهربائية، للتواصل وتحفيز الاستجابات الجماعية. يؤكد هذا النموذج اللامركزي للذكاء على القدرات الحسية المتطورة للخلايا النباتية الفردية، والتي يمكنها اكتشاف مركبات متطايرة محددة وأطياف ضوئية لتنسيق سلوكها.

ووفقا للخبراء، فإن اعتبار النباتات كيانات ذكية يمكن أن يولد فرضيات جديدة حول آليات الاتصال الكيميائي الخاصة بها ويوسع فهمنا للذكاء نفسه. ويكتسب هذا المنظور أهمية خاصة في سياق الذكاء الاصطناعي، لأنه يتحدى المفاهيم التقليدية لحل المشكلات والسلوك الموجه نحو الأهداف.

ما الذي يجعل النباتات ذكية؟

يدور مفهوم ذكاء النبات حول فكرة أن النباتات تظهر سلوكيات واستجابات معقدة لبيئتها التي تشبه الإجراءات الذكية. فيما يلي العديد من العوامل التي تساهم في هذه الفكرة:

تواصل
يمكن للنباتات التواصل مع بعضها البعض من خلال الإشارات الكيميائية. على سبيل المثال، عندما يتعرض نبات لهجوم من قبل الحيوانات العاشبة، فإنه يمكن أن يطلق مواد كيميائية تحذر النباتات القريبة من الخطر، مما يدفعها إلى إنتاج مركبات دفاعية .

ذاكرة
لقد ثبت أن بعض النباتات تتذكر تجارب الماضي وتتعلم منها. على سبيل المثال، يمكن لنبات ميموزا بوديكا، المعروف باستجابته السريعة لطي الأوراق للمس، أن يتعلم تجاهل المحفزات غير الضارة بمرور الوقت.

حل المشاكل

يمكن للنباتات التكيف مع الظروف المتغيرة وتحسين استخدام الموارد. يمكن لجذورها التنقل عبر التربة للعثور على الماء والمواد المغذية، ويمكنها تعديل أنماط نموها لتعظيم التعرض للضوء.

الاستشعار والاستجابة

تمتلك النباتات أنظمة حسية متطورة تكتشف التغيرات في بيئتها، مثل الضوء والجاذبية والماء والإشارات الكيميائية. يمكنهم بعد ذلك تغيير نموهم وتطورهم استجابة لهذه المحفزات.

العلاقات التكافلية

تنخرط النباتات في علاقات متبادلة المنفعة مع الكائنات الحية الأخرى، مثل الفطريات الفطرية، التي تساعدها على امتصاص العناصر الغذائية، أو البكتيريا المثبتة للنيتروجين في جذورها.

سلوك معقد

تظهر النباتات سلوكيات يمكن اعتبارها معقدة، مثل فتح وإغلاق الزهور، وتوجيه الأوراق والسيقان نحو الضوء، وحتى تحريك الأوراق لالتقاط الحشرات في النباتات آكلة اللحوم.

ونشرت الدراسة في مجلة إشارات النبات والسلوك .