14 апреля 2022 года.
Почти все организмы на Земле так или иначе общаются друг с другом: от кивков, танцев, писков и мычания животных до невидимых химических сигналов, издаваемых листьями и корнями растений. Но как насчет грибов? Так ли уж неодушевленны грибы, как кажется, или под их поверхностью происходит нечто более интересное?
Новое исследование, проведенное компьютерщиком Эндрю Адамацки из Лаборатории нетрадиционных вычислений Университета Западной Англии, позволяет предположить, что у этого древнего царства есть свой собственный электрический «язык» — гораздо более сложный, чем считалось ранее. Согласно исследованию, грибы могут даже использовать «слова» для формирования «предложений», чтобы общаться с соседями.
Почти все коммуникации внутри и между многоклеточными животными осуществляются с помощью высокоспециализированных клеток, называемых нервами (или нейронами). Они передают сообщения от одной части организма к другой через сеть, называемую нервной системой. Язык» нервной системы состоит из характерных скачков электрического потенциала (иначе называемых импульсами), которые помогают существам быстро обнаруживать и реагировать на происходящее в окружающей среде.
Несмотря на отсутствие нервной системы, грибы, похоже, передают информацию с помощью электрических импульсов по нитевидным нитям, называемым гифами. Эти нити образуют тонкую сеть, называемую мицелием, которая связывает колонии грибов в почве. Эти сети удивительно похожи на нервные системы животных. Измеряя частоту и интенсивность импульсов, возможно, удастся разгадать и понять языки, используемые для общения внутри и между организмами во всех царствах жизни.
Используя крошечные электроды, Адамацки записал ритмичные электрические импульсы, передающиеся по мицелию четырех различных видов грибов.
Он обнаружил, что импульсы различаются по амплитуде, частоте и продолжительности. Проведя математическое сравнение между паттернами этих импульсов и теми, которые обычно ассоциируются с человеческой речью, Адамацки предположил, что они составляют основу грибного языка, включающего до 50 слов, организованных в предложения. Сложность языков, используемых разными видами грибов, оказалась различной, при этом гриб раздвоенная жабра (Schizophyllum commune) использует самый сложный лексикон из всех исследованных.
Это позволяет предположить, что у грибов есть свой собственный электрический язык для обмена информацией о пищевых и других ресурсах поблизости или потенциальных источниках опасности и ущерба между собой или даже с более удаленными партнерами.
Подземные коммуникационные сети
Это не первое свидетельство того, что грибковые мицелии передают информацию.
Микоризные грибы — почти невидимые нитевидные грибы, образующие тесные партнерские связи с корнями растений, — имеют в почве обширные сети, соединяющие соседние растения. Благодаря этим связям растения обычно получают доступ к питательным веществам и влаге, поставляемым грибами из мельчайших пор в почве. Это значительно расширяет область, из которой растения могут черпать питание, и повышает их устойчивость к засухе. В свою очередь, растение передает грибам сахара и жирные кислоты, то есть оба получают выгоду от взаимодействия.
Эксперименты с использованием растений, связанных только микоризными грибами, показали, что когда одно растение в сети подвергается нападению насекомых, защитные реакции соседних растений также активизируются. Похоже, что сигналы предупреждения передаются через грибковую сеть.
Другие исследования показали, что растения могут передавать по этим грибным нитям не только информацию. В некоторых исследованиях выяснилось, что растения, включая деревья, могут передавать соседям соединения на основе углерода, такие как сахара. Такая передача углерода от одного растения к другому через грибковые мицелии может быть особенно полезна для поддержки проростков при их укоренении. Это особенно актуально в тех случаях, когда саженцы затенены другими растениями и поэтому ограничены в возможностях фотосинтеза и самостоятельной фиксации углерода.
Однако то, как именно передаются эти подземные сигналы, остается предметом споров. Возможно, грибные соединения переносят химические сигналы от одного растения к другому внутри самих гиф, подобно тому, как передаются электрические сигналы, о которых говорится в новом исследовании. Но также возможно, что сигналы растворяются в пленке воды, удерживаемой на месте, и перемещаются по сети за счет поверхностного натяжения. В качестве альтернативы могут быть задействованы и другие микроорганизмы. Бактерии, обитающие в гифах грибов и вокруг них, могут менять состав своих сообществ или функционировать в ответ на изменение химического состава корней или грибов и вызывать ответную реакцию у соседних грибов и растений.
Новое исследование, показавшее передачу электрических импульсов, похожих на язык, непосредственно по гифам грибов, дает новые подсказки о том, как передаются сообщения в грибном мицелии.
Гриб для споров?
Хотя интерпретация электрических импульсов в грибном мицелии как языка очень привлекательна, есть и альтернативные способы взглянуть на новые результаты.
Ритм электрических импульсов имеет некоторое сходство с движением питательных веществ по грибковым гифам, поэтому может отражать процессы внутри грибковых клеток, не связанные напрямую с коммуникацией. Ритмичные импульсы питательных веществ и электричества могут отражать закономерности роста гриба, когда организм исследует окружающую среду в поисках питательных веществ.
Конечно, остается возможность, что электрические сигналы вообще не представляют собой коммуникацию в какой-либо форме. Скорее, заряженные кончики гиф, проходящие мимо электрода, могли вызвать скачки активности, наблюдаемые в исследовании.
Очевидно, что необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы сможем с уверенностью сказать, что означают электрические импульсы, обнаруженные в этом исследовании. Из результатов исследования можно сделать вывод, что электрические шипы — это, возможно, новый механизм передачи информации через мицелий грибов, что имеет важные последствия для нашего понимания роли и значения грибов в экосистемах.
Эти результаты могут стать первыми сведениями о грибном интеллекте, даже о сознании. Это очень большое «может», но в зависимости от определений, которые используются, возможность остается, хотя, похоже, она будет существовать на временных масштабах, частотах и величинах, которые нелегко воспринять человеку.
Автор — Кэти Филд, профессор кафедры растительно-почвенных процессов Шеффилдского университета.
