Một chuyên gia về nấm điều tra

Gần như tất cả các sinh vật trên Trái đất đều giao tiếp với nhau theo cách này hay cách khác, từ cái gật đầu, nhảy múa, tiếng kêu và tiếng rít của động vật cho đến các tín hiệu hóa học vô hình phát ra từ lá và rễ cây. Nhưng còn nấm? Những cây nấm vô tri vô giác như chúng có vẻ - hay là một thứ gì đó thú vị hơn đang diễn ra bên dưới bề mặt?

nghiên cứu mới bởi nhà khoa học máy tính Andrew Adamatzky tại Phòng thí nghiệm Máy tính Độc đáo của Đại học West of England, cho thấy vương quốc cổ đại này có một “ngôn ngữ” điện của riêng nó - phức tạp hơn nhiều so với những gì mọi người nghĩ trước đây. Theo nghiên cứu, nấm thậm chí có thể sử dụng "từ" để tạo thành "câu" để giao tiếp với hàng xóm.

Hầu hết tất cả các giao tiếp trong và giữa các động vật đa tế bào đều liên quan đến các tế bào chuyên biệt cao được gọi là dây thần kinh (hay neuron). Những thứ này truyền thông điệp từ bộ phận này sang bộ phận khác của sinh vật thông qua một mạng kết nối được gọi là hệ thống thần kinh. “Ngôn ngữ” của hệ thần kinh bao gồm các dạng gai tiềm năng điện đặc biệt (hay còn gọi là xung động), giúp sinh vật phát hiện và phản ứng nhanh chóng với những gì đang diễn ra trong môi trường của chúng.

Mặc dù không có hệ thống thần kinh, nấm dường như truyền thông tin bằng cách sử dụng xung điện qua các sợi giống như sợi chỉ được gọi là sợi nấm. Các sợi tạo thành một mạng lưới mỏng gọi là sợi nấm liên kết các khuẩn lạc nấm trong đất. Những mạng lưới này rất giống với hệ thần kinh của động vật. Bằng cách đo tần số và cường độ của các xung động, có thể bỏ chọn và hiểu các ngôn ngữ được sử dụng để giao tiếp trong và giữa các sinh vật trên khắp các vương quốc của sự sống.

Sử dụng các điện cực cực nhỏ, Adamatzky ghi lại các xung điện nhịp nhàng truyền qua sợi nấm của bốn loài nấm khác nhau.

Ông phát hiện ra rằng các xung khác nhau theo biên độ, tần số và thời gian. Bằng cách so sánh toán học giữa các mô hình của những xung động này với những mô hình thường liên quan đến lời nói của con người, Adamatzky gợi ý rằng chúng hình thành nền tảng của một ngôn ngữ nấm bao gồm tối đa 50 từ được sắp xếp thành câu. Sự phức tạp của ngôn ngữ được sử dụng bởi các loài nấm khác nhau dường như khác nhau, với nấm tách mang (Xã Schizophyllum) bằng cách sử dụng từ vựng phức tạp nhất trong số những từ được thử nghiệm.

Nấm chẻ đôi phổ biến ở gỗ mục nát và được báo cáo là có hơn 28,000 giới tính.
Bernard Spragg / Wikipedia

Điều này làm tăng khả năng nấm có ngôn ngữ điện của riêng chúng để chia sẻ thông tin cụ thể về thực phẩm và các nguồn tài nguyên khác gần đó, hoặc các nguồn nguy hiểm và thiệt hại tiềm ẩn giữa chúng hoặc thậm chí với các đối tác có quan hệ xa hơn.

Mạng liên lạc ngầm

Đây không phải là bằng chứng đầu tiên về việc truyền thông tin của sợi nấm.

Nấm rễ - những loại nấm gần như sợi chỉ không nhìn thấy hình thành quan hệ đối tác mật thiết với rễ cây - có mạng lưới rộng khắp trong đất kết nối các cây lân cận. Thông qua những liên kết này, thực vật thường tiếp cận được chất dinh dưỡng và độ ẩm do nấm cung cấp từ những lỗ nhỏ nhất trong đất. Điều này mở rộng đáng kể diện tích mà thực vật có thể lấy nguồn dinh dưỡng và tăng cường khả năng chịu hạn của chúng. Đổi lại, cây chuyển đường và axit béo cho nấm, có nghĩa là cả hai đều có lợi từ mối quan hệ này.

Các sợi nấm của nấm rễ tạo điều kiện cho các mối quan hệ cộng sinh với thực vật.
KYTan / Shutterstock

Thí nghiệm sử dụng thực vật chỉ được kết nối bởi nấm rễ đã chỉ ra rằng khi một cây trong mạng lưới bị côn trùng tấn công, các phản ứng phòng vệ của các cây lân cận cũng kích hoạt. Có vẻ như các tín hiệu cảnh báo được truyền qua mạng lưới nấm.

Các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng thực vật có thể truyền nhiều hơn thông tin qua những sợi nấm này. Trong một số nghiên cứu, dường như thực vật, bao gồm cả cây cối, có thể chuyển các hợp chất dựa trên cacbon như đường sang các nước láng giềng. Sự chuyển carbon này từ cây này sang cây khác thông qua sợi nấm có thể đặc biệt hữu ích trong việc hỗ trợ cây con khi chúng hình thành. Điều này đặc biệt xảy ra khi những cây con đó bị che bởi những cây khác và do đó khả năng quang hợp và cố định cacbon của chúng bị hạn chế.

Tuy nhiên, chính xác làm thế nào những tín hiệu ngầm này được truyền đi vẫn còn là một vấn đề của một số cuộc tranh luận. Có thể các kết nối của nấm mang tín hiệu hóa học từ cây này sang cây khác trong chính sợi nấm, theo cách tương tự như cách truyền tín hiệu điện trong nghiên cứu mới. Nhưng cũng có thể các tín hiệu trở nên tan biến trong một phim nước được giữ cố định và di chuyển trên mạng bởi sức căng bề mặt. Ngoài ra, các vi sinh vật khác có thể tham gia. Vi khuẩn trong và xung quanh sợi nấm có thể thay đổi thành phần của cộng đồng của họ hoặc hoạt động để phản ứng với sự thay đổi hóa học của rễ hoặc nấm và tạo ra phản ứng ở các loại nấm và cây lân cận.

Nghiên cứu mới cho thấy việc truyền các xung điện giống ngôn ngữ trực tiếp dọc theo sợi nấm cung cấp manh mối mới về cách các sợi nấm truyền tải thông điệp.

Nấm để tranh luận?

Mặc dù việc giải thích sự tăng vọt điện trong sợi nấm như một ngôn ngữ là một điều hấp dẫn, nhưng vẫn có những cách khác để xem xét những phát hiện mới.

Nhịp điệu của các xung điện có một số điểm tương đồng với cách chất dinh dưỡng chảy dọc theo sợi nấm, và do đó có thể phản ánh các quá trình bên trong tế bào nấm không liên quan trực tiếp đến giao tiếp. Các xung nhịp nhàng của chất dinh dưỡng và điện có thể tiết lộ các mô hình phát triển của nấm khi sinh vật khám phá môi trường xung quanh để tìm chất dinh dưỡng.

Tất nhiên, vẫn có khả năng là các tín hiệu điện không đại diện cho giao tiếp dưới bất kỳ hình thức nào. Thay vào đó, các đầu sợi nấm tích điện đi qua điện cực có thể tạo ra các đột biến trong hoạt động được quan sát thấy trong nghiên cứu.

Họ đang nói về cái quái gì vậy?
Trường Katie, tác giả cung cấp

Rõ ràng là cần thêm nhiều nghiên cứu trước khi chúng ta có thể nói chắc chắn rằng các xung điện được phát hiện trong nghiên cứu này có ý nghĩa gì. Những gì chúng ta có thể rút ra từ nghiên cứu là gai điện có khả năng là một cơ chế mới để truyền thông tin qua các sợi nấm, có ý nghĩa quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về vai trò và tầm quan trọng của nấm trong hệ sinh thái.

Những kết quả này có thể đại diện cho những hiểu biết đầu tiên về trí thông minh của nấm, thậm chí cả ý thức. Đó là một “có thể” rất lớn, nhưng tùy thuộc vào các định nghĩa liên quan, khả năng vẫn còn, mặc dù nó dường như tồn tại trên thang thời gian, tần số và độ lớn mà con người không dễ dàng nhận ra.

Trường Katie, Giáo sư về Quy trình Đất-Thực vật, Đại học Sheffield

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.