Novo istraživanje objavljeno u časopisu „Royal Society Open Science“ pokazalo je da jastučići mahovine proizvode složene obrasce električne aktivnosti koji se šire u obliku dinamičnih talasa.
Autor istraživanja, naučnik Andrew Adamatzky, smatra da se mahovina može ponašati kao prostorno raspoređen sistem sposoban za koordinisanje i povezivanje električnih signala kroz vrijeme i prostor.
Mahovine spadaju među najstarije biljke zabilježene u fosilnim tragovima na Zemlji, ali nova saznanja ukazuju na to da su znatno složenije nego što se ranije pretpostavljalo.
Signali se šire kroz cijelu koloniju
Adamatzky je računarski naučnik koji već duže vrijeme proučava nekonvencionalne oblike računanja u prirodnim sistemima, među kojima su sluzave plijesni, gljivične mreže i druge biološke strukture.
U ovom istraživanju analizirao je električnu aktivnost mahovine i zabilježio endogene, odnosno unutrašnje signale koji bi mogli imati ulogu u povezivanju i koordinisanju procesa kroz cijelu biljnu koloniju.
„Biljke i briofite pokazuju različite oblike električne aktivnosti, ali organizaciji unutrašnjih signala kod mahovine do sada je posvećeno veoma malo pažnje“, naveo je Adamatzky.
Jastučić mahovine zapravo čini veliki broj pojedinačnih, međusobno povezanih izdanaka iste biljke. Kada se posmatra izbliza, vidi se da je sastavljen od sitnih stabljika i struktura nalik listovima.
Ipak, za razliku od većih vaskularnih biljaka, mahovine nemaju razvijen provodni sistem za prenos vode i hranjivih materija.
Zbog toga obično ne rastu više od nekoliko centimetara, nemaju prave korijene, a njihove strukture nalik listovima mogu biti debele svega jednu ćeliju.
To, međutim, ne znači da ne mogu prenositi informacije kroz koloniju putem drugih mehanizama.
Elektrode otkrile složene električne obrasce
Za potrebe istraživanja prikupljeni su jastučići mahovine vrste Brachythecium rutabulum u prirodnom okruženju u Sjevernom Somersetu, u Ujedinjenom Kraljevstvu.
U laboratoriji su u vlažnu biljnu masu postavljene elektrode kako bi se pratila eventualna električna aktivnost.
Budući da se fiziološki procesi kod mahovine odvijaju veoma sporo, mjerenja su trajala više dana.
Rezultati su pokazali bogat raspon električnih događaja. Zabilježeni su impulsi velike amplitude, slični akcionim potencijalima, kao i nizovi impulsa koji su svojim obrascem podsjećali na neuronsku aktivnost.
Neki električni talasi širili su se brzo, dok su drugi napredovali znatno sporije. Većina ih se, prema rezultatima, prostirala kroz cijeli jastučić mahovine, a ne samo kroz njegove pojedinačne dijelove.
„Uočili smo impulse nalik akcionim potencijalima velike amplitude, kao i nizove impulsa koji podsjećaju na neuronske obrasce“, naveo je autor.
Ipak, sličnost s neuronskim mrežama ne znači da mahovina ima mozak, svijest ili nervni sistem. Riječ je o poređenju oblika i ritma električnih signala, a ne o dokazu da mahovina razmišlja na način sličan ljudima ili životinjama.
Istraživanje ima važna ograničenja
Autori upozoravaju da je potrebno rezultate tumačiti oprezno.
U okviru istraživanja nisu provedena kontrolna mjerenja na inertnoj podlozi uz korištenje iste metode i opreme. Takva mjerenja bila bi važna kako bi se isključila mogućnost da je dio registrovanih signala nastao zbog elektroda, uređaja ili drugih vanjskih izvora.
Uzorci mahovine prikupljeni su u prirodnom okruženju, pa nije jasno jesu li na rezultate mogli uticati različiti nivoi vlažnosti, mikroorganizmi, zagađenje ili drugi faktori.
Zbog toga su potrebna dodatna i detaljnija istraživanja prije nego što se utvrdi mogu li mahovine zaista funkcionisati kao reaktivne senzorske mreže ili žive podloge za biološko računarstvo.
Moguća primjena u biohibridnim senzorima
Prema autoru, složena organizacija električnih signala podržava ideju da bi mahovina jednoga dana mogla poslužiti kao prirodno razvijena i energetski efikasna podloga za biohibridne senzore.
Takvi sistemi mogli bi kombinovati žive organizme s elektronskim komponentama kako bi reagovali na promjene u okolišu, poput vlažnosti, temperature ili prisustva određenih hemijskih supstanci.
Ipak, takve mogućnosti za sada ostaju tek predmet budućih istraživanja.
Bez obzira na praktičnu primjenu, rezultati pokazuju da čak i naizgled jednostavne biljke poput mahovine mogu proizvoditi složene električne obrasce koji su do sada bili veoma slabo istraženi.