Действительно ли грибы используют язык, чтобы разговаривать друг с другом? Эксперт по грибам исследует.

Эта статья переиздана из The Conversation . Статья была опубликована 14 апреля 2022 года.

Почти все земные организмы так или иначе общаются друг с другом: от кивков, танцев, писков и мычания животных до невидимых химических сигналов, излучаемых листьями и корнями растений. Но как насчет грибов? Так ли неодушевлены грибы, как кажутся, или под поверхностью происходит что-то более интересное?

Новое исследование ученого-компьютерщика Эндрю Адамацкого из Лаборатории нетрадиционных вычислений Университета Западной Англии предполагает, что у этого древнего королевства есть собственный электрический «язык» гораздо более сложный, чем считалось ранее. Согласно исследованию, грибы могут даже использовать «слова» для формирования «предложений» для общения с соседями.

Почти все коммуникации внутри и между многоклеточными животными задействуют высокоспециализированные клетки, называемые нервами (или нейронами). Они передают сообщения от одной части организма к другой через связанную сеть, называемую нервной системой. «Язык» нервной системы состоит из характерных всплесков электрического потенциала (также известных как импульсы), которые помогают существам обнаруживать и быстро реагировать на то, что происходит в их окружающей среде.

Несмотря на отсутствие нервной системы, грибы передают информацию с помощью электрических импульсов через нитевидные нити, называемые гифами. Нити образуют тонкую сеть, называемую мицелием, которая связывает грибковые колонии в почве. Эти сети удивительно похожи на нервные системы животных. Измеряя частоту и интенсивность импульсов, возможно, удастся распознать и понять языки, используемые для общения внутри и между организмами в разных царствах жизни.

Используя крошечные электроды, Адамацкий записал ритмические электрические импульсы, передаваемые через мицелий четырех разных видов грибов.

Он обнаружил, что импульсы различались по амплитуде, частоте и продолжительности. Проводя математические сравнения моделей этих импульсов с теми, которые обычно связаны с человеческой речью, Адамацкий предполагает, что они составляют основу грибкового языка, состоящего из до 50 слов, организованных в предложения. Сложность языков, используемых разными видами грибов, оказалась разной: гриб с расщепленными жабрами Schizophyllum commune использовал самый сложный лексикон из протестированных.

Это повышает вероятность того, что у грибов есть свой собственный электрический язык, позволяющий делиться конкретной информацией о пище и других ресурсах поблизости или потенциальных источниках опасности и ущерба между собой или даже с более отдаленными партнерами.

Сети подземной связи
Это не первое свидетельство передачи информации грибковым мицелием.

Микоризы почти невидимые нитевидные грибы, образующие тесные связи с корнями растений имеют в почве обширные сети, соединяющие соседние растения. Благодаря этим ассоциациям растения обычно получают доступ к питательным веществам и влаге, поставляемым грибами из мельчайших пор почвы. Это значительно расширяет территорию, откуда растения могут получать пищу, и повышает их устойчивость к засухе. В свою очередь, растение передает грибам сахара и жирные кислоты, а это означает, что оба извлекают выгоду из этой связи.

Эксперименты с использованием растений связанных только микоризными грибами, показали, что когда одно растение в сети подвергается нападению насекомых, активируются защитные реакции соседних растений. Похоже, что предупреждающие сигналы передаются через грибковую сеть.

Другие исследования показали, что растения могут передавать по этим грибковым нитям больше, чем просто информацию. Некоторые исследования показывают, что растения, в том числе деревья, могут передавать соседям соединения на основе углерода, такие как сахара. Этот перенос углерода от одного растения к другому через грибной мицелий может быть особенно полезен для поддержки рассады по мере ее развития. Это особенно актуально, когда эти саженцы затенены другими растениями и их способности к фотосинтезу и фиксации углерода настолько ограничены.

Однако то, как именно передаются эти подземные сигналы, остается предметом споров. Вполне возможно, что грибковые связи переносят химические сигналы от одного растения к другому внутри самих гиф, аналогично тому, как передаются электрические сигналы, показанные в новом исследовании. Но также возможно, что сигналы растворяются в пленке воды удерживаемой на месте и перемещающейся по сети за счет поверхностного натяжения. Альтернативно, в процесс могут быть вовлечены и другие микроорганизмы. Бактерии внутри грибных гиф и вокруг них могут изменять 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, показывающее передачу языковых электрических импульсов непосредственно вдоль гиф грибов, дает новые подсказки о том, как сообщения передаются грибным мицелием.

Гриб для дискуссии?
Хотя интерпретация электрических всплесков в грибковом мицелии как язык привлекательна, существуют альтернативные способы взглянуть на новые результаты.

Ритм электрических импульсов имеет некоторое сходство с тем, как питательные вещества текут по гифам грибов и поэтому может отражать процессы внутри грибковых клеток, не связанные напрямую с коммуникацией. Ритмические импульсы питательных веществ и электричества могут выявить закономерности роста грибков, когда организм исследует окружающую среду в поисках питательных веществ.

Конечно, остается вероятность того, что электрические сигналы вообще не представляют собой коммуникации. Скорее всего, заряженные кончики гиф, проходящие через электрод, могли вызвать всплески активности, наблюдаемые в исследовании.

Очевидно, необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы сможем с уверенностью сказать, что означают электрические импульсы, обнаруженные в этом исследовании. Что мы можем извлечь из исследования, так это то, что электрические импульсы потенциально являются новым механизмом передачи информации через грибной мицелий, что имеет важные последствия для нашего понимания роли и значения грибов в экосистемах.

Эти результаты могут представлять собой первое понимание грибкового интеллекта и даже сознания. Это очень большое «может», но, в зависимости от используемых определений, возможность остается, хотя может показаться, что она существует во временных масштабах, частотах и величинах, которые людям нелегко воспринимать.

Написано Кэти Филд профессором растительно-почвенных процессов, Университет Шеффилда .