پیشرفتهای اخیر در حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی، امکان مطالعه رفتارها و فرایندهای زیستی موجوداتی را فراهم کرده است که در مقیاسهای زمانی و فضایی کاملاً متفاوت از انسان فعالیت میکنند.
پژوهشگران اکنون با بهرهگیری از تحلیل دادههای پیچیده، در حال کشف الگوهای پنهان ارتباطی، تصمیمگیری و سازگاری در گیاهان، قارچها و دیگر سامانههای زیستی هستند.
این یافتهها میتواند تعریف سنتی هوش را که سالها محدود به جانوران دارای دستگاه عصبی تلقی میشد، دگرگون کند.
نویسنده: کانر فیهلی، روزنامهنگار حوزه علم و فناوری
تاریخ انتشار: ۳۱ ژوئیه ۲۰۲۶
منبع فارسی: شارا – شبکه اطلاعرسانی روابطعمومی ایران
منبع انگلیسی: https://bigthink.com
شبکه اطلاعرسانی روابطعمومی ایران (شارا) – اگر تاکنون سفری طولانی با هواپیما داشتهاید، احتمالاً اثرات بههمریختگی ساعت زیستی بدن را تجربه کردهاید. در چنین شرایطی معمولاً خلقوخو کاهش مییابد، بدن احساس خستگی میکند و تمرکز ذهنی افت میکند. بسیاری از افراد برای بازیابی وضعیت طبیعی خود تلاش میکنند با خواب مناسب یا تغذیه بهتر، ساعت زیستی بدن را دوباره تنظیم کنند.
نکته جالب آن است که گیاهان نیز نوعی تجربه مشابه دارند. همانند بسیاری از موجودات زنده، گیاهان دارای ساعت زیستی داخلی هستند که فعالیتهای سلولی آنها را با چرخه روز و شب هماهنگ میکند. این هماهنگی نقش مهمی در فرایندهایی مانند فتوسنتز، رشد و جذب مواد غذایی دارد.
اما هنگامی که این چرخه بر اثر جابهجایی، تغییرات ناگهانی فصلی یا عوامل محیطی مختل شود، ساعت زیستی گیاه از محیط پیرامون خود عقب میماند. در نتیجه رشد گیاه کاهش پیدا میکند، جذب مواد مغذی کمتر میشود و توانایی آن برای دریافت انرژی از نور خورشید افت میکند.
این پدیده که برخی پژوهشگران آن را «پرواززدگی گیاهی» مینامند، توجه آزمایشگاه هوش حداقلی دانشگاه مورسیا در اسپانیا را به خود جلب کرده است. پژوهشگران این مرکز روی لوبیای معمولی مطالعه میکنند و با استفاده از سامانههای یادگیری ماشینی در حال بررسی سیگنالهای الکتروفیزیولوژیکی هستند که فعالیتهای حیاتی گیاه را با چرخه روشنایی و تاریکی هماهنگ میکنند.
پیشرفت ابزارهای هوش مصنوعی به پژوهشگران اجازه داده است رفتار موجوداتی را مطالعه کنند که در بازههای زمانی بسیار متفاوت از انسان عمل میکنند. در واقع این فناوری امکان مشاهده نوعی هوش پنهان را فراهم کرده است که همواره در اطراف ما وجود داشته اما ابزار لازم برای درک آن در اختیار نبود.
در سراسر علوم زیستی، جریان فکری جدیدی در حال شکلگیری است که مفاهیمی مانند شناخت، هوش و ارتباطات را در موجوداتی بررسی میکند که پیشتر صرفاً سامانههایی منفعل و مکانیکی تلقی میشدند. امروز پژوهشگران در حال مطالعه ویژگیهای شناختی در گیاهان، قارچها، کپکهای مخاطی، اجتماعات میکروبی و دیگر سامانههای هوشمند توزیعشده هستند.
رفتارهایی که در نگاه نخست دیده نمیشوند
پاکو کالوو، مدیر آزمایشگاه هوش حداقلی، از چهرههای شناختهشده پژوهش در حوزه شناخت گیاهی است. او در کتاب «گیاه خردمند» استدلال میکند که وجود ویژگیهایی مانند حافظه، تصمیمگیری، یادگیری و ارتباطات در گیاهان، انسان را وادار میکند بسیاری از پیشفرضهای مبتنی بر جانورمحوری را بازنگری کند.
برای نمونه، گیاه حساس موسوم به «گل قهر و آشتی» پس از چند بار سقوط از ارتفاع، پیش از وقوع رویداد مشابه برگهای خود را جمع میکند. این رفتار که در علوم رفتاری «عادتپذیری» نام دارد، نشانهای از یادگیری محسوب میشود.
بیشتر رفتارهای گیاهی برخلاف این نمونه آشکار، برای چشم انسان قابل مشاهده نیستند. بسیاری از واکنشهای گیاهان از طریق رشد تدریجی، فعالیتهای الکتریکی، پیامرسانی شیمیایی و فرایندهایی رخ میدهد که در بازههای زمانی طولانیتر شکل میگیرند.
به گفته کالوو، هوش مصنوعی میتواند الگوهای نهفته در دادههای پیچیده را شناسایی کند؛ دادههایی که شامل مسیرهای رشد، معماری ریشهها، سیگنالهای الکتریکی، ترکیبات شیمیایی فرار و تعاملات میان گیاهان است.
او میگوید این فناوری به انسان کمک میکند پویاییهایی را مشاهده کند که به دلیل کندی، پراکندگی یا پیچیدگی زیاد، تاکنون از دید ما پنهان بودهاند.
زبان پیچیده گیاهان
گیاهان از کانالهای گوناگونی برای تبادل اطلاعات استفاده میکنند. ارتباطات شیمیایی، الکتریکی، هیدرولیکی، مکانیکی و حتی ارتعاشی از جمله این ابزارها هستند.
آنها مواد شیمیایی مختلفی را در هوا آزاد میکنند، از طریق ریشهها پیامهایی به محیط اطراف میفرستند و نسبت به نشانههای دریافتشده از گیاهان مجاور، قارچها، گردهافشانها، علفخواران و عوامل بیماریزا واکنش نشان میدهند.
پژوهشگران معتقدند هوش مصنوعی میتواند در آینده به رمزگشایی بهتر این شبکههای ارتباطی کمک کند. با این حال، کالوو تأکید میکند که نباید ارتباطات گیاهی را با زبان انسانی یکسان دانست.
به گفته او، معنای پیامها در گیاهان نه در یک مولکول خاص، بلکه در کل سامانه گیاه و محیط پیرامون آن شکل میگیرد. شدت، زمانبندی، تکرار و توالی سیگنالها همگی در انتقال معنا نقش دارند.
نقشهبرداری از شبکههای زیرزمینی قارچها
توبی کیرز، استاد زیستشناسی فرگشتی دانشگاه آزاد آمستردام و از بنیانگذاران انجمن حفاظت از شبکههای زیرزمینی، یکی دیگر از پژوهشگران برجسته این حوزه است.
او متخصص قارچهای همزیست ریشهای است؛ شبکههای عظیم زیرزمینی که با بیش از ۸۰ درصد گونههای گیاهی زمین رابطه همزیستی دارند. این قارچها مواد مغذی ارزشمندی مانند فسفر و نیتروژن را در اختیار گیاهان قرار میدهند و در مقابل، کربن دریافت میکنند.
به گفته کیرز، فناوریهای جدید تصویربرداری رباتیک و هوش مصنوعی امکان ردیابی مسیرهای مبادله مواد غذایی در این شبکهها را فراهم کرده است.
پژوهشگران موفق شدهاند با استفاده از یک سامانه تصویربرداری اختصاصی، بیش از ۵۰۰ هزار گره قارچی در حال رشد را در طول زمان دنبال کنند. همچنین نزدیک به ۱۰۰ هزار مسیر جریان مواد در ساختارهای قارچی مورد بررسی قرار گرفته است.
حجم عظیم دادههای حاصل از این مطالعات با کمک هوش مصنوعی پردازش شده و مدلهایی برای پیشبینی تصمیمگیری قارچها در مدیریت منابع و طراحی شبکههای انتقال مواد ایجاد شده است.
هوش در سراسر حیات
یافتههای جدید نشان میدهد هدف از این پژوهشها اثبات شباهت گیاهان و قارچها به انسان نیست. بلکه موضوع اصلی این است که حیات در طول میلیاردها سال تکامل، راهکارهای متنوعی برای حل مسائل بنیادین بقا، سازگاری و مدیریت عدم قطعیت توسعه داده است.
انسان این تواناییها را در قالب حافظه، تصمیمگیری و ارتباطات اجتماعی تجربه میکند، اما گیاهان و قارچها نیز نسخههای خاص خود را از پردازش اطلاعات، سازگاری و هماهنگی با محیط در اختیار دارند.
کالوو معتقد است عمیقترین پیوند میان انسان و دیگر اشکال حیات نه در داشتن مغزهای مشابه، بلکه در تلاش مشترک همه موجودات زنده برای ادامه حیات در جهانی پیچیده و غیرقابل پیشبینی نهفته است.
نکات کلیدی
- هوش مصنوعی در حال آشکارسازی الگوهای پنهان رفتاری در گیاهان و قارچها است.
- گیاهان دارای ساعت زیستی، حافظه، یادگیری و سازوکارهای ارتباطی پیچیده هستند.
- پژوهشگران از یادگیری ماشینی برای تحلیل سیگنالهای زیستی گیاهان استفاده میکنند.
- بیش از ۸۰ درصد گونههای گیاهی با شبکههای قارچی همزیستی دارند.
- هوش مصنوعی امکان مطالعه صدها هزار گره و مسیر ارتباطی در شبکههای قارچی را فراهم کرده است.
- یافتههای جدید میتواند تعریف سنتی هوش در علوم زیستی را متحول کند.