Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν ένα «ντροπαλό» φυτό που μπορεί να μετρά χωρίς εγκέφαλο

Ένα φυτό χωρίς εγκέφαλο, χωρίς νευρώνες και χωρίς νευρικό σύστημα φαίνεται πως μπορεί να μετρά. Αυτό είναι το βασικό συμπέρασμα του καθηγητή Ψυχολογίας του William & Mary, Peter Vishton, και της πρώην φοιτήτριάς του Paige Bartosh. Εργαζόμενοι με το φυτό Mimosa pudica, γνωστό και ως «ντροπαλό φυτό» ή touch-me-not, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι κινήσεις των φύλλων του δεν καθορίζονταν απλώς από τον χρόνο, αλλά από τον αριθμό των κύκλων φωτός και σκοταδιού που είχε βιώσει.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cognitive Science στα τέλη του 2025, παρουσιάζει αυτό που οι συγγραφείς περιγράφουν ως την πρώτη ένδειξη ότι τα φυτά μπορούν να απαριθμούν, δηλαδή να διακρίνουν και να παρακολουθούν διακριτά γεγονότα στο περιβάλλον τους. Μέχρι σήμερα θεωρούνταν ότι αυτή η ικανότητα απαιτούσε νευρικό σύστημα.

Η Mimosa pudica κλείνει τα λεπτά, φτερωτά φύλλα της όταν την αγγίζουν ή όταν διαταράσσεται και τα ανοίγει ξανά όταν οι συνθήκες αλλάζουν. Το φυτό κλείνει επίσης τη νύχτα και ανοίγει την αυγή, σε ένα τακτικό μοτίβο κίνησης που ονομάζεται νυκτιναστία. Αυτή ακριβώς η καθημερινή ρυθμική κίνηση αποτέλεσε το εργαλείο μέτρησης των Vishton και Bartosh.

Το ντροπαλό φυτό που έμαθε να προβλέπει

Μέσα σε έναν χώρο χωρίς παράθυρα στο Integrated Science Center του William & Mary, οι ερευνητές δημιούργησαν έναν υγρό θάλαμο και εξέθεσαν τα φυτά σε έναν επαναλαμβανόμενο κύκλο τριών ημερών. Τις δύο πρώτες ημέρες τα φυτά δέχονταν 12 ώρες φωτός και 12 ώρες σκοταδιού. Την τρίτη ημέρα, τα φώτα παρέμεναν σβηστά όλο το 24ωρο.

Ύστερα από περίπου πέντε επαναλήψεις αυτού του κύκλου, τα φυτά άρχισαν να κινούνται περισσότερο κατά τις σκοτεινές ώρες λίγο πριν από τη στιγμή που αναμενόταν το φως, αλλά μόνο τις ημέρες που το φως επρόκειτο πράγματι να εμφανιστεί. Την τρίτη ημέρα, τη «σκοτεινή ημέρα», αυτή η δραστηριότητα πριν από την αυγή μειωνόταν. Τα φυτά έδειχναν να έχουν μάθει τη σειρά των γεγονότων.

Η καμπύλη μάθησης ταίριαζε μάλιστα με ένα καθιερωμένο πρότυπο από μελέτες σε ζώα. «Αν διδάσκετε έναν αρουραίο να εκτελεί μια σειρά ενεργειών με συγκεκριμένη σειρά, περιμένετε μια περίοδο κατά την οποία προσπαθεί να καταλάβει το μοτίβο και στη συνέχεια μια σταδιακή βελτίωση στην ικανότητά του να το προβλέπει», δήλωσε ο Vishton. Τα φυτά ακολούθησαν την ίδια πορεία: μια γρήγορη αρχική προσαρμογή που σταθεροποιήθηκε σε συνεπή προβλεπτική συμπεριφορά.

Όχι το βιολογικό ρολόι. Κάτι άλλο.

Μια απλή εξήγηση για τη συμπεριφορά αυτή θα ήταν ότι τα φυτά ακολουθούσαν απλώς έναν κιρκάδιο ρυθμό, το εσωτερικό βιολογικό ρολόι που υπάρχει σε πολλούς οργανισμούς. Πολλά φυτά ανοίγουν και κλείνουν φυσικά σε κύκλο περίπου 24 ωρών. Αν η Mimosa pudica παρακολουθούσε απλώς τον χρόνο, τότε το πείραμα θα έπρεπε να σχεδιαστεί διαφορετικά για να αποδείξει το αντίθετο.

Οι Vishton και Bartosh αντιμετώπισαν αυτό το ζήτημα μειώνοντας τη διάρκεια της ημέρας από 24 σε 20 ώρες. Τα φυτά προσαρμόστηκαν σχεδόν αμέσως, αναδιοργανώνοντας τις κινήσεις τους γύρω από το νέο πρόγραμμα. Αυτή η ευελιξία αποτέλεσε ένδειξη ότι η συμπεριφορά δεν καθοριζόταν από ένα σταθερό εσωτερικό ρολόι.

Στη συνέχεια οι ερευνητές πραγματοποίησαν ένα τελευταίο σύνολο δοκιμών χρησιμοποιώντας τυχαίες διάρκειες κύκλων από 10 έως 32 ώρες ανά ημέρα. Όταν οι κύκλοι ήταν μικρότεροι από 12 ώρες ή μεγαλύτεροι από 24, το μοτίβο κατέρρεε. Τα φυτά σταματούσαν να προβλέπουν σωστά. Όμως μέσα στο εύρος των 12 έως 24 ωρών συνέχιζαν να παρουσιάζουν αυξημένη κίνηση πριν από τις ημέρες φωτός και μειωμένη πριν από τις ημέρες σκοταδιού.

«Η απλούστερη εξήγηση για αυτό το αποτέλεσμα», δήλωσε ο Vishton, «είναι ότι αυτά τα φυτά παρακολουθούν τον αριθμό των γεγονότων που συμβαίνουν και δεν ανταποκρίνονται απλώς στον χρόνο».

Η αποτυχία στις ακραίες διάρκειες κύκλων υπέδειξε επίσης κάτι για τα όρια επεξεργασίας του φυτού: ένα ελάχιστο χρονικό παράθυρο που απαιτείται για να καταγραφεί κάθε γεγονός φωτός και μια μέγιστη διάρκεια πέρα από την οποία το μοτίβο χάνεται από όποιο βιολογικό υπόστρωμα το αποθηκεύει.

Χωρίς νευρώνες

Η ευρύτερη σημασία των ευρημάτων, όπως τη διατύπωσε ο Vishton, είναι ότι λειτουργίες που μοιάζουν με γνωστικές διαδικασίες ίσως να μην αποτελούν αποκλειστικό χαρακτηριστικό οργανισμών με νευρώνες. «Κάθε θεωρία που έχω διαβάσει για τη μνήμη και τη λήψη αποφάσεων περιλαμβάνει πάντα νευρώνες», είπε. «Μεγάλη έκπληξη: τα φυτά δεν έχουν. Και όμως φαίνεται ότι μπορούν να εκτελούν λειτουργίες που μοιάζουν γνωστικές. Απλώς όχι γνωστικές με τη στενή έννοια».

Η κίνηση της Mimosa pudica ελέγχεται από δομές που ονομάζονται pulvini, διογκώσεις σαν αρθρώσεις στη βάση κάθε φύλλου και φυλλαρίου. Αυτές περιέχουν δύο στρώματα κινητικών κυττάρων που ρυθμίζουν την κίνηση μέσω ταχύτατων μεταβολών της σπαργής, οι οποίες προκαλούνται από ανταλλαγές ιόντων καλίου, χλωρίου και ασβεστίου. Δεν εμπλέκονται νευρώνες. Η επεξεργασία πληροφοριών που περιγράφεται στη μελέτη, εφόσον τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν, θα πραγματοποιείται μέσω βιοχημικών και κυτταρικών μηχανισμών που η επιστήμη δεν έχει ακόμη χαρτογραφήσει.

Ο Vishton σημείωσε ότι τα ερωτήματα γύρω από τον μηχανισμό λειτουργίας ανήκουν στους χημικούς και τους βιολόγους. Ο δικός του ρόλος ήταν να περιγράψει τη συμπεριφορά. «Ελπίζω οι χημικοί και οι βιολόγοι να μπορέσουν να θέσουν πιο μηχανιστικά ερωτήματα για να καταλάβουμε πώς ακριβώς συμβαίνει αυτό», ανέφερε.

Η μελέτη εγείρει επίσης το ερώτημα αν τα μη νευρωνικά κύτταρα σε ζώα και ανθρώπους ίσως έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες απ’ όσες θεωρούσαμε μέχρι σήμερα. «Υπάρχουν πολλά κύτταρα σε ζώα και ανθρώπους που δεν είναι νευρώνες», σημείωσε ο Vishton. «Και απλώς θεωρούμε ότι δεν συμμετέχουν στη μάθηση. Ίσως όμως να μπορούν».

Τι θεωρούν βέβαιο οι ερευνητές

Οι συγγραφείς είναι προσεκτικοί ως προς την έκταση των συμπερασμάτων τους. Η μελέτη αναγνωρίζει ότι σε ορισμένα αποτελέσματα υπήρχε μεγαλύτερη μεταβλητότητα και ζητά επανάληψη των πειραμάτων με επιπλέον ελέγχους προτού τα ευρήματα θεωρηθούν οριστικά.

Οι Vishton και Bartosh ανέφεραν πιθανές εφαρμογές όπως φυτικοί αισθητήρες, βιολογικά υπολογιστικά συστήματα και έρευνες για το πώς η μάθηση σε κυτταρικό επίπεδο μπορεί να σχετίζεται με τη δημιουργία και την εγκατάλειψη συνηθειών στους ανθρώπους. Προς το παρόν, πάντως, αυτές οι εφαρμογές παραμένουν υποθετικές.