Alexander_Volkov/Shutterstock

สิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดของโลกสื่อสารกันไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ตั้งแต่การพยักหน้า การเต้นรำ เสียงแหลมและเสียงร้องของสัตว์ ไปจนถึงสัญญาณเคมีที่มองไม่เห็นซึ่งปล่อยออกมาจากใบและรากพืช แต่แล้วเชื้อราล่ะ? เห็ดไม่มีชีวิตเหมือนอย่างที่เห็น – หรือมีอะไรที่น่าตื่นเต้นกว่านี้เกิดขึ้นภายใต้พื้นผิวหรือไม่?

งานวิจัยใหม่ โดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ แอนดรูว์ อดามาตซกี ที่ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์แหวกแนวของมหาวิทยาลัยทางตะวันตกของอังกฤษ ชี้ให้เห็นว่าอาณาจักรโบราณนี้มี "ภาษา" ทางไฟฟ้าในตัวเอง ซึ่งซับซ้อนกว่าที่ใครๆ เคยคิดไว้มาก จากการศึกษาพบว่าเชื้อราอาจใช้ "คำ" เพื่อสร้าง "ประโยค" เพื่อสื่อสารกับเพื่อนบ้าน

การสื่อสารเกือบทั้งหมดภายในและระหว่างสัตว์หลายเซลล์เกี่ยวข้องกับเซลล์ที่มีความเชี่ยวชาญสูงที่เรียกว่าเส้นประสาท (หรือเซลล์ประสาท) สิ่งเหล่านี้ส่งข้อความจากส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตไปยังอีกส่วนหนึ่งผ่านเครือข่ายที่เชื่อมต่อที่เรียกว่าระบบประสาท "ภาษา" ของระบบประสาทประกอบด้วยรูปแบบเฉพาะของแหลมของศักย์ไฟฟ้า (หรือที่เรียกว่าแรงกระตุ้น) ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตตรวจจับและตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสิ่งที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของพวกมัน

แม้จะไม่มีระบบประสาท แต่ดูเหมือนว่าเชื้อราจะส่งข้อมูลโดยใช้แรงกระตุ้นไฟฟ้าผ่านเส้นใยคล้ายเส้นด้ายที่เรียกว่าเส้นใย เส้นใยสร้างใยบาง ๆ ที่เรียกว่าไมซีเลียมที่เชื่อมโยงอาณานิคมของเชื้อราภายในดิน โครงข่ายเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันอย่างมากกับระบบประสาทของสัตว์ โดยการวัดความถี่และความเข้มของแรงกระตุ้น อาจเป็นไปได้ที่จะแยกแยะและทำความเข้าใจภาษาที่ใช้ในการสื่อสารภายในและระหว่างสิ่งมีชีวิตทั่วทั้งอาณาจักรแห่งชีวิต

ด้วยการใช้อิเล็กโทรดขนาดเล็ก Adamatzky บันทึกแรงกระตุ้นไฟฟ้าเป็นจังหวะที่ส่งผ่านไมซีเลียมของเชื้อราสี่ชนิดที่แตกต่างกัน

เขาพบว่าแรงกระตุ้นแปรผันตามแอมพลิจูด ความถี่ และระยะเวลา โดยการเปรียบเทียบทางคณิตศาสตร์ระหว่างรูปแบบของแรงกระตุ้นเหล่านี้กับสิ่งที่มักเกี่ยวข้องกับคำพูดของมนุษย์ Adamatzky เสนอแนะว่าพวกเขาสร้างพื้นฐานของภาษาเชื้อราที่ประกอบด้วยคำมากถึง 50 คำที่จัดเป็นประโยค ความซับซ้อนของภาษาที่ใช้โดยเชื้อราชนิดต่างๆ ดูเหมือนจะแตกต่างกัน โดยมีเชื้อราเหงือกแตก (ชุมชน Schizophyllum) โดยใช้ศัพท์ที่ซับซ้อนที่สุดของผู้ที่ทดสอบ

เชื้อราในเหงือกแตกพบได้บ่อยในไม้ที่เน่าเปื่อยและมีรายงานว่ามีมากกว่า 28,000 เพศ เบอร์นาร์ด สแพรกก์/วิกิพีเดีย

สิ่งนี้ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่เชื้อราจะมีภาษาไฟฟ้าในตัวเองเพื่อแบ่งปันข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับอาหารและทรัพยากรอื่น ๆ ในบริเวณใกล้เคียง หรือแหล่งที่มาของอันตรายและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น ระหว่างพวกมันเองหรือแม้แต่กับพันธมิตรที่อยู่ห่างไกลกัน

เครือข่ายสื่อสารใต้ดิน

นี่ไม่ใช่หลักฐานแรกของการส่งข้อมูลของไมซีเลียของเชื้อรา

เชื้อราไมคอร์ไรซา (Mycorrhizal fungi) – เชื้อราคล้ายเส้นด้ายที่แทบจะมองไม่เห็นซึ่งสร้างความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับรากพืช – มีเครือข่ายที่กว้างขวางในดินที่เชื่อมต่อกับพืชที่อยู่ใกล้เคียง โดยการเชื่อมโยงเหล่านี้ พืชมักจะได้รับสารอาหารและความชื้นที่เชื้อราจัดหามาจากรูพรุนที่เล็กที่สุดในดิน สิ่งนี้ช่วยขยายพื้นที่ที่พืชสามารถหาอาหารได้อย่างกว้างขวางและเพิ่มความทนทานต่อความแห้งแล้ง ในทางกลับกัน พืชจะถ่ายน้ำตาลและกรดไขมันไปยังเชื้อรา ซึ่งหมายความว่าทั้งคู่จะได้รับประโยชน์จากความสัมพันธ์นี้

 
ไมซีเลียมของเชื้อราไมคอร์ไรซาทำให้เกิดความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับพืช KYTan/Shutterstock

การทดลองใช้พืช เชื่อมต่อกันด้วยเชื้อราไมคอร์ไรซาเท่านั้นที่แสดงให้เห็นว่าเมื่อพืชในเครือข่ายถูกแมลงโจมตี การตอบสนองการป้องกันของพืชใกล้เคียงก็เปิดใช้งานเช่นกัน ดูเหมือนว่าสัญญาณเตือนจะถูกส่งผ่านเครือข่ายเชื้อรา

งานวิจัยอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าพืชสามารถถ่ายทอดข้อมูลผ่านเชื้อราเหล่านี้ได้มากกว่าเพียงแค่ข้อมูล ในบางการศึกษาปรากฏว่าพืช รวมทั้งต้นไม้ สามารถถ่ายโอนสารประกอบที่เป็นคาร์บอน เช่น น้ำตาล ไปยังเพื่อนบ้านได้ การถ่ายโอนคาร์บอนจากพืชหนึ่งไปยังอีกต้นหนึ่งผ่านไมซีเลียของเชื้อราอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการรองรับต้นกล้าในขณะที่สร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ต้นกล้าเหล่านั้นถูกพืชชนิดอื่นให้ร่มเงาและจำกัดความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสงและแก้ไขคาร์บอนสำหรับตัวมันเอง

การส่งสัญญาณใต้ดินเหล่านี้ยังคงเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ เป็นไปได้ที่การเชื่อมต่อของเชื้อราจะนำสัญญาณทางเคมีจากพืชหนึ่งไปยังอีกต้นหนึ่งภายในเส้นใยเอง ในลักษณะเดียวกันกับที่สัญญาณไฟฟ้าในงานวิจัยใหม่ถูกส่งออกไป แต่ก็เป็นไปได้เช่นกันที่สัญญาณจะละลายใน a ฟิล์มน้ำ ยึดเข้าที่และเคลื่อนผ่านเครือข่ายโดยแรงตึงผิว อีกทางหนึ่งอาจเกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์อื่น ๆ แบคทีเรียในและรอบ ๆ hyphae ของเชื้อรา อาจเปลี่ยน องค์ประกอบของชุมชนของพวกเขา หรือทำหน้าที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของรากหรือเชื้อรา และกระตุ้นการตอบสนองในเชื้อราและพืชที่อยู่ใกล้เคียง

งานวิจัยชิ้นใหม่ที่แสดงการส่งแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าที่เหมือนภาษาโดยตรงไปตามเส้นใยของเชื้อราให้เบาะแสใหม่เกี่ยวกับวิธีการถ่ายทอดข้อความโดยไมซีเลียมของเชื้อรา

เห็ดเพื่อการอภิปราย?

แม้ว่าการตีความการพุ่งด้วยไฟฟ้าในไมซีเลียของเชื้อราเป็นภาษาที่น่าสนใจ แต่ก็มีวิธีอื่นในการดูการค้นพบใหม่

จังหวะของพัลส์ไฟฟ้ามีความคล้ายคลึงกับ สารอาหารไหลไปตามเส้นใยของเชื้อราอย่างไรและอาจสะท้อนถึงกระบวนการภายในเซลล์เชื้อราที่ไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสื่อสาร จังหวะของสารอาหารและกระแสไฟฟ้าอาจเผยให้เห็นรูปแบบของการเจริญเติบโตของเชื้อราในขณะที่สิ่งมีชีวิตสำรวจสภาพแวดล้อมของสารอาหาร

แน่นอน มีความเป็นไปได้ที่สัญญาณไฟฟ้าไม่ได้แสดงถึงการสื่อสารในรูปแบบใดๆ เลย แต่ทิปไฮฟาลที่มีประจุที่ส่งผ่านอิเล็กโทรดอาจก่อให้เกิดการพุ่งสูงขึ้นในกิจกรรมที่สังเกตพบในการศึกษานี้

 พวกเขากำลังพูดถึงอะไรในโลกนี้? เคธี่ ฟิลด์, ผู้เขียนให้ไว้

จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมอย่างชัดเจนก่อนที่เราจะสามารถพูดด้วยความมั่นใจว่าแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าที่ตรวจพบในการศึกษานี้หมายถึงอะไร สิ่งที่เราสามารถทำได้จากการวิจัยก็คือ กระแสไฟฟ้าอาจเป็นกลไกใหม่ในการส่งข้อมูลข้ามไมซีเลียของเชื้อรา โดยมีนัยสำคัญต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับบทบาทและความสำคัญของเชื้อราในระบบนิเวศ

ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถแสดงถึงข้อมูลเชิงลึกครั้งแรกเกี่ยวกับความฉลาดของเชื้อรา แม้กระทั่งความรู้สึกตัว นั่นเป็น "สามารถทำได้" ที่ใหญ่มาก แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความที่เกี่ยวข้อง ความเป็นไปได้ยังคงอยู่ แม้ว่าดูเหมือนว่าจะมีอยู่ในช่วงเวลา ความถี่ และขนาดที่มนุษย์มองไม่เห็น

เกี่ยวกับผู้เขียน

เคธี่ ฟิลด์, ศาสตราจารย์ด้านกระบวนการดินพืช, มหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

ไอเอ็นจี