Apakah tumbuhan lebih pintar dari yang kita kira? Ilmuwan Cornell telah menemukan suatu bentuk kecerdasan pada tanaman goldenrod

Penelitian baru menunjukkan bahwa tumbuhan goldenrod menunjukkan suatu bentuk kecerdasan dengan mengadaptasi respons mereka terhadap herbivora berdasarkan keberadaan tumbuhan di dekatnya dan isyarat lingkungan, sehingga menantang definisi tradisional tentang kecerdasan.

Goldenrod dapat melihat tanaman lain di dekatnya tanpa pernah menyentuhnya, dengan merasakan proporsi cahaya merah jauh yang dipantulkan dari daun. Saat herbivora memakan goldenrod, mereka menyesuaikan responsnya berdasarkan ada atau tidaknya tanaman lain di dekatnya. Apakah respons yang fleksibel, adaptif, dan real-time seperti ini merupakan tanda kecerdasan pada tumbuhan?

Ini bukanlah pertanyaan yang mudah untuk dijawab, namun Andre Kessler, seorang ahli ekologi kimia, membuat argumen mengenai kecerdasan tanaman dalam sebuah makalah terbaru di jurnal tersebut. Sinyal dan perilaku tumbuhan.

Pengertian kecerdasan pada tumbuhan

“Ada lebih dari 70 definisi kecerdasan yang dipublikasikan dan belum ada kesepakatan mengenai definisi tersebut, bahkan dalam bidang tertentu,” kata Kessler, seorang profesor di Departemen Ekologi dan Biologi Evolusioner di Fakultas Pertanian dan Ilmu Hayati.

Banyak orang yang percaya bahwa kecerdasan memerlukan sistem saraf pusat, di mana sinyal listrik berperan sebagai media pemrosesan informasi. Beberapa ahli biologi tumbuhan mengasosiasikan sistem pembuluh darah tumbuhan dengan sistem saraf pusat, dan menyarankan bahwa semacam entitas pusat pada tumbuhan memungkinkan mereka memproses dan merespons informasi. Namun Kessler sangat tidak setuju dengan gagasan ini.

tanaman batang emas.

“Tidak ada bukti yang baik untuk adanya homolog dengan sistem saraf, meskipun kita dengan jelas melihat sinyal listrik pada tumbuhan, namun pertanyaannya adalah seberapa penting sinyal ini bagi kemampuan tumbuhan dalam memproses sinyal lingkungan?” Dia berkata.

Untuk mengemukakan argumennya mengenai kecerdasan tumbuhan, Kessler dan rekan penulis Michael Mueller, seorang mahasiswa doktoral di laboratoriumnya, mempersempit definisi mereka menjadi elemen paling dasar: “kemampuan untuk memecahkan masalah, berdasarkan informasi yang Anda peroleh dari lingkungan.” “Menuju tujuan tertentu,” kata Kessler.

Sebagai studi kasus, Kessler mengacu pada penelitian sebelumnya yang mengamati tanaman goldenrod dan responsnya ketika dimakan hama. Ketika larva kumbang daun memakan daun tanaman goldenrod, tanaman tersebut mengeluarkan bahan kimia yang memberi tahu serangga bahwa tanaman tersebut rusak dan merupakan sumber makanan yang buruk. Bahan kimia yang ada di udara ini, disebut senyawa organik yang mudah menguap (VOC), juga diserap oleh tanaman goldenrod di sekitarnya, sehingga mendorong tanaman tersebut untuk memproduksi pertahanannya sendiri terhadap larva kumbang. Dengan cara ini, Goldenrod mengangkut herbivora ke tetangganya dan mendistribusikan kerusakannya.

Eksperimen dan observasi

di dalam Makalah 2022 Di majalah tanaman, Kessler dan rekan penulis Alexander Chota, Ph.D. '21, melakukan eksperimen untuk menunjukkan bahwa goldenrod juga dapat melihat proporsi cahaya merah jauh yang lebih tinggi yang dipantulkan dari daun tanaman di dekatnya. Ketika ada tetangga dan kumbang memakan goldenrod, mereka berinvestasi lebih banyak dalam menoleransi herbivora dengan tumbuh lebih cepat tetapi juga mulai memproduksi senyawa pertahanan yang membantu tanaman melawan serangga hama. Dengan tidak adanya tetangga, tumbuhan tidak akan tumbuh secara eksponensial ketika dimakan dan respon kimiawi herbivora sangat berbeda, meskipun mereka masih dapat mentoleransi herbivora dalam jumlah yang sangat besar.

“Ini sesuai dengan definisi kami tentang kecerdasan,” kata Kessler. “Bergantung pada informasi yang diterimanya dari lingkungan, tumbuhan mengubah perilaku standarnya.”

Goldenrod tetangganya juga menunjukkan kecerdasan ketika melihat VOC yang mengindikasikan adanya hama. “Emisi volatil yang berasal dari lingkungan merupakan prediksi bagi herbivora di masa depan,” kata Kessler. “Mereka dapat menggunakan sinyal lingkungan untuk memprediksi situasi di masa depan, dan kemudian mengambil tindakan yang sesuai.”

Menerapkan konsep kecerdasan pada tumbuhan dapat menginspirasi hipotesis baru tentang mekanisme dan fungsi komunikasi kimiawi tumbuhan, sekaligus mengubah pemikiran masyarakat tentang apa arti kecerdasan sebenarnya, kata Kessler.

Ide terakhir juga datang pada saat yang tepat kecerdasan buatan Ini adalah topik yang menarik saat ini. Misalnya, katanya, AI belum menyelesaikan masalah menuju suatu tujuan, setidaknya belum. “Kecerdasan buatan, menurut definisi kecerdasan kami, bahkan tidak cerdas,” katanya. Sebaliknya, ia bergantung pada pola yang diidentifikasinya dalam informasi yang dapat diaksesnya.

Ide yang menarik perhatian Kessler datang dari ahli matematika pada tahun 1920-an, yang menyatakan bahwa tumbuhan mungkin berfungsi lebih seperti sarang lebah. Dalam hal ini, setiap sarang bertindak seperti seekor lebah, dan seluruh tanaman menyerupai sarang lebah.

“Artinya, otak pada tumbuhan adalah keseluruhan tumbuhan tanpa memerlukan koordinasi pusat,” kata Kessler.

Alih-alih sinyal listrik, ada sinyal kimia di seluruh superorganisme. Studi oleh peneliti lain menunjukkan bahwa setiap sel tumbuhan memiliki persepsi cahaya spektrum luas dan molekul sensorik untuk mendeteksi senyawa volatil yang sangat spesifik yang berasal dari tumbuhan tetangga.

“Mereka dapat mencium lingkungannya dengan sangat tepat; setiap sel dapat melakukan hal itu, sejauh yang kami tahu.” Sel-sel tersebut mungkin terspesialisasi, namun mereka juga merasakan hal yang sama, berkomunikasi melalui sinyal kimia untuk merangsang respons kolektif dalam pertumbuhan atau metabolisme . “Ide ini Sangat menarik bagi saya.”

Referensi: “Induksi resistensi terhadap herbivora dan tumbuhan cerdas” oleh Andre Kessler dan Michael B. Mueller, 30 April 2024, Sinyal dan perilaku tumbuhan.
doi: 10.1080/15592324.2024.2345985

Makalah ini didukung oleh hibah dari New Botanists Fund.