Cây cỏ hóa ra có trí thông minh hơn chúng ta tưởng

Loài Goldenrod có thể nhận biết những cây khác ở gần mà không cần chạm vào, bằng cách cảm nhận tỷ lệ ánh sáng đỏ phản chiếu từ lá cây. Khi loài Goldenrod bị động vật ăn, nó sẽ điều chỉnh phản ứng dựa trên việc có cây khác ở gần đó hay không. Loại phản ứng thích ứng, linh hoạt, theo thời gian thực này liệu có phải là dấu hiệu của trí thông minh ở thực vật không?

Câu hỏi không dễ trả lời, nhưng Giáo sư Andre Kessler đã đưa ra lập luận về trí thông minh của thực vật trong một công trình gần đây trên tạp chí Plant Signaling and Behavior.

Xác định trí thông minh ở thực vật

Kessler là Giáo sư tại Khoa Sinh thái và Sinh học Tiến hóa tại Trường Cao đẳng Nông nghiệp và Khoa học Đời sống ở Đức. Ông cho biết: “Có hơn 70 định nghĩa được công bố về trí thông minh và không có sự thống nhất rằng nó là gì, ngay cả trong một lĩnh vực nhất định”.

Nhiều người tin rằng trí thông minh cần có hệ thần kinh trung ương, với các tín hiệu điện đóng vai trò là phương tiện để xử lý thông tin. Một số nhà thực vật học đánh đồng hệ thống mao mạch trong thực vật với hệ thống thần kinh trung ương và đề xuất rằng có một loại thực thể tập trung nào đó trong thực vật cho phép chúng xử lý và phản hồi thông tin. Nhưng Giáo sư Kessler kiên quyết không đồng ý với ý kiến ​​đó.

Giáo sư Kessler nói: “Mặc dù chúng ta thấy rõ tín hiệu điện ở thực vật nhưng không có bằng chứng xác đáng nào cho thấy bất kỳ sự tương đồng nào với hệ thần kinh (ở động vật). Câu hỏi đặt ra là tín hiệu đó quan trọng như thế nào đối với khả năng xử lý tín hiệu môi trường của thực vật?”

Để đưa ra lập luận về trí thông minh của thực vật, Kessler và đồng tác giả Michael Mueller, đã thu hẹp định nghĩa của họ xuống những yếu tố cơ bản nhất. Giáo sư Kessler gọi đó là "khả năng giải quyết vấn đề, dựa trên thông tin nhận được từ môi trường để hướng tới một mục tiêu cụ thể”.

Như một trường hợp mà Kessler chỉ ra nghiên cứu trước đây của ông xem xét loài Goldenrod và phản ứng của nó khi bị sâu bệnh tấn công. Khi ấu trùng bọ ăn lá ăn lá Goldenrod, loài cây sẽ tiết ra một chất hóa học để thông báo cho côn trùng rằng cây đang bị bệnh và là nguồn thức ăn nghèo dinh dưỡng. Nói đơn giản như việc khi gặp đám cướp đến thì khổ chủ trình sổ hộ nghèo để thoát nạn. Bằng cách này, loài Goldenrod đã dụ động vật ăn cỏ sang cây lân cận kiếm ăn.

Những hóa chất được Goldenrod phát ra không khí này, được gọi là hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), cũng được các cây Goldenrod lân cận hấp thụ, khiến chúng tự tạo ra cơ chế phòng vệ chống lại ấu trùng bọ cánh cứng.

Thí nghiệm và quan sát

Trong một bài báo năm 2022 trên tạp chí Plants, Kessler và đồng tác giả Alexander Chautá, đã tiến hành các thí nghiệm để chứng minh rằng loài Goldenrod cũng có thể cảm nhận được tỷ lệ ánh sáng đỏ từ xa cao hơn phản chiếu từ lá của các cây lân cận. Khi những cây lân cận hiện diện và cây Goldenrod bị ăn, chúng đầu tư nhiều hơn vào tạo ra các hóa chất dụ động vật sang cây bên cạnh. Khi không có cây lân cận, loài Goldenrod không dùng đến chiêu đó nữa.

Kessler nói: “Điều này phù hợp với định nghĩa của chúng tôi về trí thông minh. “Tùy thuộc vào thông tin nhận được từ môi trường, thực vật sẽ thay đổi hành vi của nó”.

Goldenrod lân cận cũng thể hiện trí thông minh khi chúng nhận thấy VOC báo hiệu sự hiện diện của sâu bệnh. Kessler cho biết: “Lượng khí thải dễ bay hơi đến từ xung quanh là dấu hiệu dự báo về động vật ăn cỏ trong tương lai. Chúng có thể nhận biết tín hiệu môi trường để dự đoán tình huống trong tương lai và sau đó hành động dựa trên tín hiệu thu được”.

Giáo sư Kessler cho biết, việc áp dụng khái niệm trí thông minh vào thực vật có thể truyền cảm hứng cho những giả thuyết mới về cơ chế và chức năng trao đổi chất hóa học ở thực vật, đồng thời thay đổi suy nghĩ của con người về ý nghĩa thực sự của trí thông minh.

Ý tưởng thứ hai khá hợp thời vì trí tuệ nhân tạo đang là chủ đề được quan tâm hiện nay. Giáo sư Kessler đưa ra ví dụ là trí tuệ nhân tạo không giải quyết được vấn đề hướng tới một mục tiêu, ít nhất là chưa vào lúc này. Ông nói: “Trí tuệ nhân tạo, theo định nghĩa của chúng ta về trí thông minh, thậm chí còn không có chút thông minh nào”. Thay vào đó, trí tuệ nhân tạo chỉ xử lý dựa trên các mẫu mà nó xác định trong thông tin có thể truy cập.

Một ý tưởng khiến Giáo sư Kessler quan tâm đến từ các nhà toán học vào những năm 1920, những người đã đề xuất rằng thực vật có lẽ hoạt động theo cơ chế giống tổ ong hơn. Trong cơ chế này, mỗi tế bào hoạt động giống như một con ong riêng lẻ và toàn bộ cây giống như một tổ ong. Giáo sư Kessler nhân mạnh: “Điều đó có nghĩa là bộ não của cây là toàn bộ cây mà không cần trung tâm điều phối.

Thay vì truyền tín hiệu điện, có tín hiệu hóa học xuyên suốt thực vật. Một số nghiên cứu của các nhà khoa học khác đã chỉ ra rằng mọi tế bào thực vật đều có khả năng nhận biết phổ ánh sáng rộng và sở hữu các phần tử cảm thụ để phát hiện các hợp chất dễ bay hơi rất cụ thể đến từ các thực vật lân cận".

Giáo sư Kessler khẳng định: “Chúng có thể đánh hơi rất chính xác môi trường xung quanh. Theo như chúng tôi biết, mọi tế bào đều có thể làm được điều đó. Các tế bào có thể được chuyên biệt hóa, nhưng chúng cũng nhận biết những điều giống nhau và chúng giao tiếp thông qua tín hiệu hóa học để kích hoạt phản ứng tập thể trong quá trình tăng trưởng hoặc trao đổi chất. Ý tưởng đó rất hấp dẫn đối với tôi”.