自然科普:蘑菇也會(huì)說話,還能說50個(gè)詞!不,它可能只是在吧唧嘴!
來源:果殼
發(fā)布時(shí)間:2022-04-29
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世界上并不是只有人類才會(huì)說話,很多生命都會(huì)互相交流環(huán)境信息,比如哪兒有吃的,哪兒有危險(xiǎn),能夠趨利避害。

科學(xué)家就曾發(fā)現(xiàn)蜜蜂通過跳舞來告訴同伴哪兒有上好的花蜜資源,做出相關(guān)研究的科學(xué)家還獲得過1973年的諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。植物也并非傻乎乎地呆在原地,它們會(huì)釋放揮發(fā)性有機(jī)化合物,來吸引傳粉者、嚇退天敵,或者向臨近植株傳遞環(huán)境中的危險(xiǎn)信息。

動(dòng)物和植物界的朋友能嘰嘰喳喳說話,那蘑菇這種真菌界的成員會(huì)不會(huì)互相交流呢?

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蘑菇:我真的不是眼鏡蛇啦,別踩我了!|reddit

最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),真菌界的成員似乎也會(huì)“說話”,還有一份詞匯量高達(dá)50的“真菌詞匯表”,其中大概有15到20個(gè)常用詞。

說的什么話?電脈沖信號(hào)

蘑菇們的專屬語言,其實(shí)是真菌菌絲體發(fā)出的規(guī)律性電脈沖信號(hào)。

研究者安德魯·阿達(dá)馬茨基 (Andrew Adamatzky)是一名英國的計(jì)算機(jī)科學(xué)家,他之前就發(fā)現(xiàn)了真菌里存在電信號(hào)——在紅平菇(Pleurotus djamor)和無柄靈芝(Ganoderma resinaceum)中可以觀察到高頻或低頻的規(guī)律性電脈沖活動(dòng)。

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紅平菇,可以吃,我國也有一些栽培|wikimedia commons

真菌的菌絲形態(tài)和電信號(hào),都讓人聯(lián)想到傳遞信息的神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)。

在動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)中,各種物理化學(xué)的初始刺激會(huì)在神經(jīng)元細(xì)胞膜上激發(fā)電脈沖,電流沿著細(xì)長的軸突傳遞到下一個(gè)神經(jīng)元,向其他部位傳達(dá)控制機(jī)體的指令,或是廣播環(huán)境感知等信息。

真菌的菌絲體由無數(shù)細(xì)長菌絲構(gòu)成,形態(tài)上很像神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò);菌絲還在規(guī)律地傳播電脈沖信號(hào),可以看作是彼此在交流溝通、傳達(dá)指時(shí)的信息載體。

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菌絲在咖啡渣上生長,延伸的菌絲看起來像神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)|Tobi Kellner

電脈沖是不是真菌的語言呢,就像蜜蜂表演的舞蹈、植物散發(fā)的氣味、螞蟻的信息素那樣?

阿達(dá)馬茨基做過一些初步研究,發(fā)現(xiàn)真菌不經(jīng)外界刺激就能自發(fā)地產(chǎn)生電脈沖,這些電信號(hào)所承載的信息量比人類語言簡(jiǎn)短,但其中蘊(yùn)含的信息復(fù)雜度和多樣性很高。

因此,他更加懷疑,真菌發(fā)出的電脈沖可能是一種人類還沒能理解的神秘語言,真菌能用這種語言在菌絲體網(wǎng)絡(luò)中傳遞環(huán)境信息和交流自身狀態(tài)。

真菌詞匯表只有50個(gè)單詞,不到20個(gè)常見詞

為了搞清楚蘑菇的神秘語言,阿達(dá)馬茨基在這項(xiàng)最新的研究中,選取了裂褶菌(Schizophyllum commune)、蛹蟲草(Cordyceps militaris)、毛腿冬菇(Flammulina velutipes)、類臍菇(Omphalotus nidiformis)四種高等真菌為研究對(duì)象,利用算法信息論中的概念和方法來解析它們的電脈沖信號(hào)所具有的語言學(xué)特征。

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從上到下插著微電極的分別是,蛹蟲草,裂褶菌,毛腿冬菇 | 參考文獻(xiàn)[1]

首先用微電極按時(shí)間順序記錄下真菌中的電活動(dòng)信號(hào),然后依據(jù)電脈沖尖峰的有或無把電信號(hào)序列轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信息,就像黑白相間的條形碼那樣。若這果真是真菌的語言,那一串串二進(jìn)制條形碼或許就是真菌寫出的詩句吧。

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經(jīng)過轉(zhuǎn)換的電信號(hào),看起來像條形碼|參考文獻(xiàn)[1]

研究者把一個(gè)電脈沖尖峰看作一個(gè)“字母”,位于一定時(shí)間間隔之內(nèi)的連續(xù)電脈沖定義為一個(gè)“單詞”,多個(gè)電脈沖信號(hào)的不同組合模式就構(gòu)成了真菌單詞的基礎(chǔ)。

這些真菌“單詞”的長度分布模式與很多歐洲語言很相似,它們共同組成了一份由50個(gè)“單詞”組成的真菌詞匯表。句法(syntax)分析表明,不同的電脈沖組合還能進(jìn)一步組裝成結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的“句子”,但其中只有約15~20個(gè)核心單詞是真菌電脈沖信號(hào)記錄中最常出現(xiàn)的組合模式,原來真菌語言也分常見字和生僻字。

基于算法信息論中的概念和標(biāo)準(zhǔn),研究者分析了這一部真菌詞典的信息復(fù)雜度,結(jié)果發(fā)現(xiàn),真菌的電信號(hào)并非簡(jiǎn)單隨機(jī)的排列組合,而具有一定復(fù)雜度,也許真代表著真菌在有規(guī)律地傳遞信息。

吧唧吧唧嘴也算說話嗎?

有一些科學(xué)家對(duì)蘑菇語言提出了疑問,真菌的電脈沖節(jié)律與菌絲中營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸頻率相似,會(huì)不會(huì)是真菌正常地生長和代謝,順便產(chǎn)生了這些電生理活動(dòng)?打個(gè)比方,一個(gè)人吃飯的時(shí)候吧唧吧唧嘴,這顯然不算是在說話吧。

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吃飯吧唧吧唧嘴,雖然發(fā)出了聲音,但也不算說話|Giphy

這種懷疑有一定道理。

這次的研究結(jié)果表明,在這四種真菌中,裂褶菌不僅能說最多的單詞,并且它的單詞復(fù)雜度也最高。

然而,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),像裂褶菌這種木腐真菌在降解木頭時(shí)電脈沖的釋放頻率也會(huì)更高。研究中的裂褶菌子實(shí)體是和一起生長的木頭直接從野外采集回來的,可能只是裂褶菌樣本在降解木頭時(shí)產(chǎn)生了更多的電脈沖信號(hào)。

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裂褶菌:我只是在分解木頭,沒有說話啊喂|Lebrac

連研究者本人都承認(rèn), 生長活躍的菌絲尖端本身就存在電勢(shì)差,靈敏的微電極自然能探測(cè)到其中的電信號(hào)。

但針對(duì)真菌詞典的復(fù)雜度分析表明,其中的信息并非隨機(jī)無序,在一定程度上,其復(fù)雜度和長度等指標(biāo)甚至可與人類語言相比。

不同門類的生物對(duì)信息的處理模式具有一定的相似性。如果這些電信號(hào)真是某種形式的信息載體,那么真菌和其他生命一樣,在交流溝通、傳遞信息方面并沒有本質(zhì)差異。

不過,直接把真菌的電脈沖信號(hào)直接解釋為語言實(shí)在太過超前。如果將來科學(xué)家能更進(jìn)一步解析出這些真菌語句的含義,編纂它們的詞典并解構(gòu)其語法,能把蘑菇語翻譯成人類聽得懂的話,這樣大概才能成為真正的蘑菇語吧。

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蘑菇:野蠻人類別薅我?。麲iphy

參考文獻(xiàn)

[1] Adamatzky, A. (2022). Language of fungi derived from their electrical spiking activity. Royal Society Open Science, 9(4), 211926.

[2] Adamatzky, A. (2018). On spiking behaviour of oyster fungi Pleurotus djamor. Scientific reports, 8(1), 1-7.

[3] Adamatzky, A., & Gandia, A. (2021). On electrical spiking of Ganoderma resinaceum. Biophysical Reviews and Letters, 1-9.

[4] Mahdi Dehshibi, M., & Adamatzky, A. (2020). Electrical activity of fungi: Spikes detection and complexity analysis. arXiv e-prints, arXiv-2008.

[5] Do mushrooms really use language to talk to each other? A fungi expert investigates https://theconversation.com/do-mushrooms-really-use-language-to-talk-to-each-other-a-fungi-expert-investigates-181079

作者:蠶寶寶小子

編輯:小毛巾、游識(shí)猷

一個(gè)AI

冰箱里的金針菇、杏鮑菇、海鮮菇、香菇,說不定正在開會(huì)罵你呢!



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