비즈니스 기회
식물은 지능이 있습니까?
Goldenrod는 잎에 반사된 원적외선 비율을 감지하여 근처에 있는 다른 식물을 만지지 않고도 인식할 수 있습니다. 초식동물이 골든로드를 먹으면 근처에 다른 식물이 있는지 여부에 따라 반응을 조정합니다.
이런 종류의 유연하고, 실시간적이며, 적응적인 반응은 식물의 지능의 표시일까요?
이 질문에 답하기는 쉽지 않지만, 화학 생태학자인 안드레 케슬러(Andre Kessler)는 식물 신호와 행동(Plant Signaling and Behavior) 저널의 최근 논문에서 식물 지능에 대한 주장을 펼쳤습니다.
"지능에 대해 발표된 70개 이상의 정의가 있으며, 주어진 분야 내에서조차 그것이 무엇인지에 대한 합의가 없습니다"라고 농업 및 생명 과학 대학의 생태학 및 진화 생물학과 교수인 케슬러는 말했습니다.
많은 사람들은 지능에 중추 신경계가 필요하며, 전기 신호는 정보 처리를 위한 매개체 역할을 한다고 믿습니다. 일부 식물 생물학자들은 식물의 혈관계와 중추 신경계를 동일시하며, 식물의 중앙 집중식 독립체가 정보를 처리하고 반응할 수 있게 해준다고 제안합니다. 그러나 케슬러는 그 생각에 단호히 동의하지 않습니다.
"우리가 식물에서 전기 신호를 분명히 볼 수 있음에도 불구하고 신경계와의 상동성에 대한 좋은 증거는 없지만, 문제는 환경 신호를 처리하는 식물의 능력에 대한 신호가 얼마나 중요한가입니다."
케슬러와 공동 저자인 마이클 뮐러(Michael Mueller)는 식물 지능에 대한 주장을 펼치기 위해 가장 기본적인 요소로 정의를 좁혔습니다. "환경으로부터 얻은 정보를 기반으로 특정 목표를 향해 문제를 해결하는 능력"이라고 케슬러는 말했습니다.
사례 연구로 Kessler는 골든로드와 해충이 먹었을 때의 반응을 조사한 이전 연구를 지적합니다.
잎벌레 유충이 골든로드 잎을 먹을 때, 식물은 식물이 손상되어 식량 공급원이 부족하다는 것을 이웃에게 알리는 화학 물질을 방출합니다. 휘발성 유기 화합물(VOC)이라고 하는 이러한 공기 중 화학 물질은 이웃 갈조류 식물에 의해 흡수되어 딱정벌레 유충에 대한 자체 방어 체계를 생성하도록 유도합니다.
식물 저널의 2022년 논문에서 케슬러와 공동 저자인 알렉산더 차우타 박사는 골든로드가 이웃 식물의 잎에서 반사된 더 높은 원적외선도 인식할 수 있음을 보여주기 위한 실험을 진행했습니다.
이웃이 있을 때 딱정벌레가 골든로드를 먹으면 식물은 더 빨리 자라서 초식 동물을 견디는 데 더 많은 투자를 할 뿐만 아니라 식물이 해충과 싸우는 데 도움이 되는 방어 화합물을 생산하기 시작합니다. 이웃이 없을 때 식물은 먹었을 때 성장이 가속화되지 않으며 초식 동물에 대한 화학적 반응은 현저하게 다르지만 여전히 상당히 많은 양의 초식 동물을 견딜 수 있습니다.
"이것은 지능에 대한 우리의 정의에 부합할 것입니다." 케슬러가 말했습니다. "환경으로부터 받은 정보에 따라 식물은 표준 동작을 변경합니다."
이웃한 골든로드 식물도 해충의 존재를 알리는 VOC를 감지할 때 지능을 나타냅니다. "이웃으로부터 나오는 휘발성 방출은 미래의 초식동물을 예측합니다"라고 케슬러는 말했습니다. "그들은 환경적 단서를 사용하여 미래 상황을 예측한 다음 그에 따라 행동할 수 있습니다."
지능의 개념을 식물에 적용하면 식물의 화학적 의사소통의 메커니즘과 기능에 대한 새로운 가설을 세울 수 있을 뿐만 아니라 지능이 실제로 무엇을 의미하는지에 대한 사람들의 생각을 바꿀 수 있다고 케슬러는 말했습니다.
후자의 아이디어는 인공 지능이 현재 관심 주제이기 때문에 시의적절합니다. 예를 들어, 그는 인공 지능이 적어도 아직까지는 목표를 향한 문제를 해결하지 못한다고 말했습니다. 그는 "우리가 정의하는 지능에 따르면 인공 지능은 지능적이지도 않습니다"라고 말했습니다. 대신 액세스할 수 있는 정보에서 식별하는 패턴을 기반으로 합니다.
케슬러가 흥미를 느낀 아이디어는 1920년대에 수학자들로부터 나왔는데, 그들은 아마도 식물이 벌집과 같은 기능을 할 것이라고 제안했다. 이 경우 각 세포는 개별 꿀벌처럼 작동하며 전체 식물은 벌집과 유사합니다.
"이것이 의미하는 바는 식물의 뇌가 중앙 조정이 필요 없는 전체 식물이라는 것입니다"라고 Kessler는 말했습니다.
전기 신호 대신에, 초유기체 전체에 화학적 신호가 있습니다. 다른 연구자들의 연구에 따르면 모든 식물 세포는 이웃 식물에서 오는 매우 특정한 휘발성 화합물을 감지할 수 있는 광범위한 광스펙트럼 지각 및 감각 분자를 가지고 있습니다.
"그들은 주변 환경의 냄새를 매우 정확하게 맡을 수 있습니다. 우리가 아는 한 모든 세포가 할 수 있습니다"라고 말했습니다. 세포는 전문화되어 있을 수 있지만 모두 동일한 것을 인식하고 화학적 신호를 통해 통신하여 성장이나 신진대사에서 집단 반응을 유발합니다. 그 아이디어는 제게 매우 매력적입니다.“
이상의 기사는 2024년 6월 11일 Phys.org에 게재된 “Are plants intelligent? It depends on the definition.”제목의 기사 내용을 편집하여 작성하였습니다.
* 원문정보 출처 : Are plants intelligent? It depends on the definition (phys.org)
* 추가정보 출처 : Full article: Induced resistance to herbivory and the intelligent plant (tandfonline.com)