Мъхът генерира електрически вълни, които поразително напомнят невронна мрежа

Мъховете са сред най-древните растения, познати ни от вкаменелостите, но устройството им далеч не е толкова просто, колкото изглежда.

Ново изследване, публикувано в Royal Society Open Science, разкрива, че възглавничките от мъхове проявяват изненадващо сложна електрическа активност. Сигналите преминават през кадифената им повърхност като динамични вълни и образуват разнообразни пространствени модели.

Необичайните изчислителни системи в природата

Авторът на изследването Анди Адаматцки е компютърен учен, който от години се интересува от неконвенционалните „изчислителни“ системи в природата. След като е проучвал слузести плесени, поведението на тълпите и мицелните мрежи, вниманието му се насочва към един далеч по-скромен обект – широко разпространения мъх Brachythecium rutabulum.

„Растенията и мъхообразните проявяват различни форми на електрическа активност, но организацията на възникващите в тях сигнали досега е изследвана в твърде малка степен“, пише Адаматцки в научната си статия.

Резултатите му показват, че мъховите възглавнички могат да действат като „пространствено разпределени възбудими системи, потенциално способни да координират и обединяват електрически сигнали както в пространството, така и във времето“.

Как е устроена мъховата възглавничка

Мъховата възглавничка всъщност се състои от множество отделни клонинги на едно и също миниатюрно растение.

Ако разгледаме отблизо една мъхова покривка, ще видим, че тя е изградена от дребни стъбълца и семпли листоподобни структури, сходни с листата на по-едрите родственици на мъховете в растителното царство.

Стъблата на мъховете обаче не могат да пренасят водата и хранителните вещества в растението толкова ефективно.

Мъховете никога не са развили проводящите тъкани, характерни за по-сложните растения. Именно поради тази причина те обикновено не достигат височина, по-голяма от няколко сантиметра. Листоподобните им структури са дебели едва една клетка, а истински корени изобщо липсват.

Това обаче не означава, че мъховете не могат да обменят информация в рамките на колонията по други начини.

Електроди във влажната зелена мрежа

За целите на изследването Адаматцки събира възглавнички от широко разпространения вид B. rutabulum от естествени местообитания на открито в Северен Съмърсет, Великобритания.

След като ги пренася в лабораторията, ученият поставя електроди в мъховите туфи, за да проследи електрическата активност, която преминава през тази влажна зелена мрежа.

Подобно на много други растения, животът на мъха протича сякаш на забавен каданс. За да улови този ритъм, Адаматцки записва електрическата му активност в продължение на няколко дни.

„Така беше установено голямо разнообразие от електрически явления, включително сигнали, свързани както с физиологичната активност, така и с по-бавни процеси на изменение: бързи осцилиращи пикове, по-бавни ритмични колебания и изключително бавни деполяризационни вълни“, посочва ученият.

„Освен тези категории наблюдавахме и пикове, наподобяващи високоамплитудни потенциали на действие, както и поредици от импулси, сходни с невронните.“

Някои от електрическите вълни в мъха се разпространявали бързо, докато други се движели значително по-бавно. Вместо да остават ограничени в определен участък, те обикновено преминавали през цялата мъхова възглавничка и очертавали различни закономерности в зависимост от времевия мащаб.

Динамична и взаимосвързана система

Резултатите показват, че „мъхът функционира като динамична, взаимосвързана система, а не просто като съвкупност от независими клетки“.

Изследването обаче има няколко съществени ограничения.

На първо място, не са направени отрицателни контролни измервания, при които същият метод с електроди да бъде приложен върху инертен субстрат, а не върху жив мъх. Подобен експеримент би помогнал да се изключи възможността част от регистрираните сигнали да са били породени не от мъха, а например от измервателната апаратура.

На второ място, използването на мъх, събран директно от природата, внася редица неконтролирани променливи. От изследването не става ясно дали евентуално замърсяване, разликите в степента на овлажняване или други фактори не са повлияли върху разпространението на електрическите сигнали.

Може ли мъхът да се превърне в жив биокомпютър?

Ще бъдат необходими много по-задълбочени проучвания, преди учените да установят дали мъховете действително могат да функционират като „реагиращи сензорни мрежи или разпределени субстрати за биоизчисления“, както предполага Адаматцки в научната си статия.

„Тази многопластова организация подкрепя все по-широко застъпваното схващане, че мъхът може да служи като естествено еволюирал и енергийно ефективен жив субстрат за биохибридни сензорни системи и неконвенционални изчисления.“

И все пак дори самият факт, че научаваме повече за случващото се в тези малки зелени растения, скрити в пукнатините и цепнатините на заобикалящия ни свят, е достатъчен повод за удивление.

Изследването е публикувано в Royal Society Open Science.

Източник: Obekti.bg