Een schimmeldeskundige onderzoekt

Bijna alle organismen op aarde communiceren op de een of andere manier met elkaar, van het knikken en dansen en het piepen en brullen van dieren tot de onzichtbare chemische signalen die worden uitgezonden door bladeren en wortels van planten. Maar hoe zit het met schimmels? Zijn paddenstoelen zo levenloos als ze lijken - of is er iets spannenders aan de hand onder de oppervlakte?

Nieuw onderzoek door computerwetenschapper Andreas Adamatzky aan het Unconventional Computing Laboratory van de University of the West of England, suggereert dat dit oude koninkrijk een geheel eigen elektrische 'taal' heeft - veel gecompliceerder dan iemand eerder dacht. Volgens de studie zouden schimmels zelfs "woorden" kunnen gebruiken om "zinnen" te vormen om met buren te communiceren.

Bijna alle communicatie binnen en tussen meercellige dieren omvat zeer gespecialiseerde cellen die zenuwen (of neuronen) worden genoemd. Deze verzenden berichten van het ene deel van een organisme naar het andere via een verbonden netwerk dat een zenuwstelsel wordt genoemd. De 'taal' van het zenuwstelsel omvat kenmerkende patronen van elektrische potentiaalpieken (ook wel bekend als impulsen), die wezens helpen om snel te detecteren en te reageren op wat er in hun omgeving gebeurt.

Ondanks het ontbreken van een zenuwstelsel, lijken schimmels informatie door te geven met behulp van elektrische impulsen over draadachtige filamenten die hyfen worden genoemd. De filamenten vormen een dun web, een mycelium genaamd, dat schimmelkolonies in de grond met elkaar verbindt. Deze netwerken lijken opmerkelijk veel op het zenuwstelsel van dieren. Door de frequentie en intensiteit van de impulsen te meten, kan het mogelijk zijn om de talen die worden gebruikt om te communiceren binnen en tussen organismen in de koninkrijken van het leven, te ontrafelen en te begrijpen.

Met behulp van kleine elektroden registreerde Adamatzky de ritmische elektrische impulsen die door het mycelium van vier verschillende soorten schimmels werden verzonden.

Hij ontdekte dat de impulsen varieerden in amplitude, frequentie en duur. Door wiskundige vergelijkingen te maken tussen de patronen van deze impulsen met die welke meer typisch geassocieerd worden met menselijke spraak, suggereert Adamatzky dat ze de basis vormen van een schimmeltaal die tot 50 woorden omvat die in zinnen zijn geordend. De complexiteit van de talen die door de verschillende soorten schimmels worden gebruikt, bleek te verschillen, met de gespleten kieuwzwam (Gemeente Schizophyllum) met behulp van het meest gecompliceerde lexicon van de geteste.

De gespleten kieuwzwam komt veel voor in rottend hout en heeft naar verluidt meer dan 28,000 geslachten.
Bernard Spragg/Wikipedia

Dit verhoogt de mogelijkheid dat schimmels hun eigen elektrische taal hebben om specifieke informatie over voedsel en andere bronnen in de buurt, of potentiële bronnen van gevaar en schade, onderling of zelfs met verder op afstand verbonden partners te delen.

Ondergrondse communicatienetwerken

Dit is niet het eerste bewijs dat schimmelmycelia informatie doorgeven.

Mycorrhiza-schimmels - bijna onzichtbare draadachtige schimmels die een intieme samenwerking vormen met plantenwortels - hebben uitgebreide netwerken in de bodem die naburige planten met elkaar verbinden. Door deze associaties krijgen planten gewoonlijk toegang tot voedingsstoffen en vocht die door de schimmels worden geleverd vanuit de kleinste poriën in de bodem. Dit vergroot enorm het gebied waar planten voedsel uit kunnen halen en verhoogt hun tolerantie voor droogte. In ruil daarvoor draagt ​​de plant suikers en vetzuren over aan de schimmels, waardoor beide profiteren van de relatie.

Het mycelium van mycorrhiza-schimmels maakt symbiotische relaties met planten mogelijk.
KYTan/Shutterstock

Experimenten met planten alleen verbonden door mycorrhiza-schimmels hebben aangetoond dat wanneer een plant in het netwerk wordt aangevallen door insecten, de afweerreacties van naburige planten ook worden geactiveerd. Het lijkt erop dat waarschuwingssignalen via het schimmelnetwerk worden verzonden.

Ander onderzoek heeft aangetoond dat planten meer dan alleen informatie over deze schimmeldraden kunnen overbrengen. In sommige onderzoeken, blijkt dat planten, inclusief bomen, koolstofgebaseerde verbindingen zoals suikers kunnen overdragen aan buren. Deze overdrachten van koolstof van de ene plant naar de andere via schimmelmycelia kunnen bijzonder nuttig zijn bij het ondersteunen van zaailingen terwijl ze zich vestigen. Dit is vooral het geval wanneer die zaailingen worden overschaduwd door andere planten en zo beperkt zijn in hun vermogen om fotosynthese te maken en koolstof voor zichzelf vast te leggen.

Hoe deze ondergrondse signalen precies worden verzonden, blijft echter een punt van discussie. Het is mogelijk dat de schimmelverbindingen chemische signalen van de ene plant naar de andere vervoeren binnen de hyfen zelf, op een vergelijkbare manier als de elektrische signalen die in het nieuwe onderzoek worden weergegeven. Maar het is ook mogelijk dat signalen worden opgelost in een film van water op zijn plaats gehouden en over het netwerk verplaatst door oppervlaktespanning. Als alternatief kunnen andere micro-organismen betrokken zijn. Bacteriën in en rond schimmeldraden zou de kunnen veranderen samenstelling van hun gemeenschappen of functioneren in reactie op veranderende wortel- of schimmelchemie en induceren een reactie in naburige schimmels en planten.

Het nieuwe onderzoek dat de overdracht van taalachtige elektrische impulsen direct langs schimmeldraden laat zien, biedt nieuwe aanwijzingen over hoe berichten worden overgebracht door schimmelmycelium.

Paddestoel voor debat?

Hoewel het aantrekkelijk is om de elektrische pieken in schimmelmycelia als een taal te interpreteren, zijn er alternatieve manieren om naar de nieuwe bevindingen te kijken.

Het ritme van elektrische pulsen vertoont enige gelijkenis met: hoe voedingsstoffen langs schimmeldraden stromenen kan dus processen in schimmelcellen weerspiegelen die niet direct gerelateerd zijn aan communicatie. De ritmische pulsen van voedingsstoffen en elektriciteit kunnen de patronen van schimmelgroei onthullen terwijl het organisme zijn omgeving verkent op zoek naar voedingsstoffen.

Natuurlijk blijft de mogelijkheid bestaan ​​dat de elektrische signalen helemaal geen communicatie vertegenwoordigen. Integendeel, geladen hyfenuiteinden die de elektrode passeren, kunnen de pieken in activiteit hebben gegenereerd die in het onderzoek zijn waargenomen.

Waar hebben ze het in hemelsnaam over?
Katie Veld, auteur voorzien

Er is duidelijk meer onderzoek nodig voordat we met zekerheid kunnen zeggen wat de elektrische impulsen die in dit onderzoek zijn gedetecteerd, betekenen. Wat we uit het onderzoek kunnen opmaken, is dat elektrische pieken mogelijk een nieuw mechanisme zijn voor het verzenden van informatie over schimmelmycelia, met belangrijke implicaties voor ons begrip van de rol en het belang van schimmels in ecosystemen.

Deze resultaten zouden de eerste inzichten in schimmelintelligentie, zelfs bewustzijn, kunnen vertegenwoordigen. Dat is een heel groot "kunnen", maar afhankelijk van de betrokken definities, blijft de mogelijkheid bestaan, hoewel het lijkt te bestaan ​​op tijdschalen, frequenties en grootheden die niet gemakkelijk door mensen worden waargenomen.

Katie Veld, hoogleraar Plant-bodemprocessen, Universiteit van Sheffield

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.