Apakah Tumbuhan Lebih Cerdas dari yang Kita Duga? Ilmuwan Cornell Menemukan Bentuk Kecerdasan pada Tanaman Goldenrod

Penelitian baru menunjukkan bahwa tumbuhan goldenrod menunjukkan suatu bentuk kecerdasan dengan mengadaptasi respons mereka terhadap herbivora berdasarkan keberadaan tumbuhan di dekatnya dan isyarat lingkungan, sehingga menantang definisi tradisional tentang kecerdasan.

Goldenrod dapat melihat tanaman lain di dekatnya tanpa pernah menyentuhnya, dengan merasakan rasio cahaya merah jauh yang dipantulkan oleh daun. Ketika goldenrod dimakan oleh herbivora, ia menyesuaikan responsnya berdasarkan ada tidaknya tanaman lain di sekitarnya. Apakah respons yang fleksibel, real-time, dan adaptif seperti ini merupakan tanda kecerdasan pada tumbuhan?

Pertanyaan ini tidak mudah untuk dijawab, namun Andre Kessler, seorang ahli ekologi kimia, mengemukakan argumen mengenai kecerdasan tumbuhan dalam makalah terbarunya di jurnal tersebut. Sinyal dan Perilaku Tumbuhan.

Mendefinisikan Kecerdasan pada Tumbuhan

“Ada lebih dari 70 definisi kecerdasan yang dipublikasikan dan tidak ada kesepakatan mengenai definisi tersebut, bahkan dalam bidang tertentu,” kata Kessler, seorang profesor di Departemen Ekologi dan Biologi Evolusioner di Fakultas Pertanian dan Ilmu Hayati.

Banyak orang percaya bahwa kecerdasan memerlukan sistem saraf pusat, dengan sinyal listrik yang bertindak sebagai media pemrosesan informasi. Beberapa ahli biologi tumbuhan menyamakan sistem pembuluh darah tumbuhan dengan sistem saraf pusat, dan mengusulkan bahwa semacam entitas terpusat pada tumbuhan memungkinkan mereka memproses informasi dan merespons. Namun Kessler dengan tegas tidak setuju dengan gagasan itu.

“Tidak ada bukti kuat yang menunjukkan adanya homologi pada sistem saraf, meskipun kita dengan jelas melihat sinyal listrik pada tumbuhan, namun pertanyaannya adalah seberapa penting sinyal ini terhadap kemampuan tumbuhan dalam memproses isyarat lingkungan?” Dia berkata.

Untuk menjelaskan kecerdasan tumbuhan, Kessler dan rekan penulis Michael Mueller, seorang mahasiswa doktoral di laboratoriumnya, mempersempit definisi mereka menjadi elemen paling dasar: “Kemampuan untuk memecahkan masalah, berdasarkan informasi yang Anda peroleh dari lingkungan. , menuju tujuan tertentu,” kata Kessler.

Sebagai studi kasus, Kessler mengacu pada penelitian sebelumnya yang menyelidiki goldenrod dan responsnya terhadap dimakan hama. Ketika larva kumbang daun memakan daun goldenrod, tanaman melepaskan bahan kimia yang memberi tahu serangga bahwa tanaman tersebut rusak dan sumber makanannya buruk. Bahan kimia yang ada di udara ini, disebut senyawa organik yang mudah menguap (VOC), juga diserap oleh tanaman goldenrod di dekatnya, sehingga mendorong tanaman tersebut menghasilkan pertahanannya sendiri terhadap larva kumbang. Dengan cara ini, Goldenrod memindahkan herbivora ke tetangganya dan mendistribusikan kerusakan.

Eksperimen dan Pengamatan

Dalam makalah tahun 2022 di jurnal Tanaman, Kessler dan rekan penulis Alexander Chautá, Ph.D. '21, melakukan eksperimen untuk menunjukkan bahwa goldenrod juga dapat melihat rasio cahaya merah jauh yang lebih tinggi yang dipantulkan oleh daun tanaman di dekatnya. Ketika ada tanaman di dekatnya dan batang emas dimakan kumbang, mereka berinvestasi lebih banyak dalam menoleransi herbivora dengan tumbuh lebih cepat tetapi juga mulai memproduksi senyawa pertahanan yang membantu tanaman melawan serangga hama. Jika tidak ada tetangganya, tanaman tidak akan mengalami percepatan pertumbuhan ketika dimakan dan respon kimianya terhadap herbivora sangat berbeda, meskipun mereka masih dapat mentolerir herbivora dalam jumlah yang cukup tinggi.

“Ini sesuai dengan definisi kami tentang kecerdasan,” kata Kessler. “Bergantung pada informasi yang diterimanya dari lingkungan, tumbuhan mengubah perilaku standarnya.”

Goldenrod tetangganya juga menunjukkan kecerdasan ketika mereka merasakan VOC yang mengindikasikan adanya hama. “Emisi volatil yang berasal dari lingkungan sekitar merupakan prediksi herbivora di masa depan,” kata Kessler. “Mereka dapat menggunakan isyarat lingkungan untuk memprediksi situasi di masa depan, dan kemudian bertindak berdasarkan hal tersebut.”

Menerapkan konsep kecerdasan pada tumbuhan dapat menginspirasi hipotesis baru tentang mekanisme dan fungsi komunikasi kimiawi tumbuhan, sekaligus mengubah pemikiran masyarakat tentang arti sebenarnya kecerdasan, kata Kessler.

Ide terakhir ini tepat pada waktunya kecerdasan buatan adalah topik yang menarik saat ini. Misalnya, katanya, kecerdasan buatan belum menyelesaikan masalah dalam mencapai suatu tujuan, setidaknya belum. “Kecerdasan buatan, menurut definisi kecerdasan kami, bahkan tidak cerdas,” katanya. Sebaliknya, hal ini didasarkan pada pola yang diidentifikasi dalam informasi yang dapat diaksesnya.

Ide yang menarik perhatian Kessler datang dari ahli matematika pada tahun 1920-an yang mengusulkan bahwa mungkin tumbuhan berfungsi lebih seperti sarang lebah. Dalam hal ini, setiap sel beroperasi seperti lebah, dan seluruh tumbuhan dianalogikan dengan sarang.

Artinya otak pada tumbuhan adalah keseluruhan tumbuhan tanpa memerlukan koordinasi pusat, kata Kessler.

Alih-alih sinyal listrik, ada sinyal kimia di seluruh superorganisme. Studi oleh peneliti lain menunjukkan bahwa setiap sel tumbuhan memiliki spektrum persepsi cahaya dan molekul sensorik yang luas untuk mendeteksi senyawa volatil yang sangat spesifik yang berasal dari tumbuhan tetangga.

“Mereka dapat mencium lingkungannya dengan sangat tepat; setiap sel bisa melakukannya, sejauh yang kami tahu,” katanya. Sel mungkin terspesialisasi, namun mereka juga merasakan hal yang sama, dan mereka berkomunikasi melalui sinyal kimia untuk memicu respons kolektif dalam pertumbuhan atau metabolisme. “Gagasan itu sangat menarik bagi saya,” katanya.

Referensi: “Induksi resistensi terhadap herbivora dan tumbuhan cerdas” oleh André Kessler dan Michael B. Mueller, 30 April 2024, Sinyal & Perilaku Tumbuhan.
DOI: 10.1080/15592324.2024.2345985

Makalah ini didukung oleh hibah dari New Phytologist Fund.