AI ukazuje, ako rastliny a huby reagujú na svet okolo seba a vzájomne medzi sebou obchodujú

 

Kľúčové zistenia:

• Strojové učenie zviditeľňuje pomalé elektrické, chemické a rastové reakcie rastlín.

• Výskum fazule obyčajnej sleduje, ako narušený rytmus dňa a noci ovplyvňuje jej fungovanie.

• Mykorízne siete vymieňajú živiny za uhlík a upravujú spojenia podľa nových trás.

Rastliny sa pred nebezpečenstvom nepresúvajú ako živočíchy, no na svoje okolie reagujú rastom, elektrickou aktivitou a chemickým signalizovaním. Tieto procesy bývajú rozložené v priestore aj v čase, takže ich človek bez pomoci technológie často nevidí. Strojové učenie dokáže vo veľkých súboroch dát rozpoznať vzorce v časozberných záznamoch rastu, architektúre koreňov, elektrofyziologických signáloch, prchavých organických látkach i vzťahoch medzi rastlinami.  

Zdroj foto: R. Cargill & L. Oyarte Galvez (VU, AMOLF) / SPUN

Takýto prístup využíva MINT Lab na Univerzite v Murcii pri skúmaní fazule obyčajnej. Rastliny si biologickými hodinami zosúlaďujú bunkové aktivity vrátane fotosyntetickej kapacity s miestnym cyklom dňa a noci. Keď doprava alebo prudká sezónna zmena tento rytmus narušia, rast rastliny môže spomaliť, prijíma menej živín a horšie získava energiu zo slnečného žiarenia.

Tím pomocou strojového učenia mapuje vnútorné elektrofyziologické signály, ktoré tieto funkcie koordinujú, a sleduje stav označovaný ako rastlinný jet lag. K podobnému prehodnocovaniu vedie aj pozorovateľný príklad citlivky hanblivej, ktorá po opakovanom páde vopred zloží listy do ochrannej polohy. Vedci tento jav opisujú ako habituáciu, pri ktorej rastlina mení odpoveď na opakovaný podnet.

Rastliny si vymieňajú informácie chemickými, elektrickými, hydraulickými a mechanickými kanálmi, niekedy aj prostredníctvom zvuku alebo vibrácií. Namiesto jednej univerzálnej reči používajú prekrývajúce sa signalizačné systémy, v ktorých rozhodujú načasovanie, intenzita, koncentrácia, poradie a kombinácia signálov.

Účinok elektrického či hormonálneho impulzu pritom závisí aj od pletiva, vývojového štádia, predchádzajúcej histórie a podmienok prostredia. Strojové učenie preniká aj pod povrch pôdy, kde mykorízne huby vytvárajú vzájomne výhodné vzťahy s viac než 80 % rastlinných druhov.

S rastlinami vymieňajú fosfor a dusík za uhlík a ich siete dokážu meniť usporiadanie podľa nových trás výmeny živín. Zobrazovací robot sledoval vo funkčných sieťach pripojených ku koreňom viac než 500 000 rastúcich uzlov a približne 100 000 trajektórií toku cytoplazmy. Modely spracované z terabajtov týchto dát skúmajú, ako sieť optimalizuje pohyb uhlíka a usporiadanie zásobovacích trás.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Umožňuje to skúmať životné procesy mimo ľudského tempa a lepšie porozumieť vzťahom medzi rastlinami a hubami.

Zdroj: bigthink.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu