自然科普:蘑菇也會說話,還能說50個詞!不,它可能隻是在吧唧嘴!
來源:果殼
發布時間:2022-04-29
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世界上並不是隻有人類才會(hui) 說話,很多生命都會(hui) 互相交流環境信息,比如哪兒(er) 有吃的,哪兒(er) 有危險,能夠趨利避害。

科學家就曾發現蜜蜂通過跳舞來告訴同伴哪兒(er) 有上好的花蜜資源,做出相關(guan) 研究的科學家還獲得過1973年的諾貝爾生理學醫學獎。植物也並非傻乎乎地呆在原地,它們(men) 會(hui) 釋放揮發性有機化合物,來吸引傳(chuan) 粉者、嚇退天敵,或者向臨(lin) 近植株傳(chuan) 遞環境中的危險信息。

動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(hui) 不會(hui) 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

最近一項研究發現,真菌界的成員似乎也會(hui) “說話”,還有一份詞匯量高達50的“真菌詞匯表”,其中大概有15到20個(ge) 常用詞。

說的什麽(me) 話?電脈衝(chong) 信號

蘑菇們(men) 的專(zhuan) 屬語言,其實是真菌菌絲(si) 體(ti) 發出的規律性電脈衝(chong) 信號。

研究者安德魯·阿達馬茨基 (Andrew Adamatzky)是一名英國的計算機科學家,他之前就發現了真菌裏存在電信號——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律性電脈衝(chong) 活動。

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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(si) 形態和電信號,都讓人聯想到傳(chuan) 遞信息的神經細胞網絡。

在動物的神經係統中,各種物理化學的初始刺激會(hui) 在神經元細胞膜上激發電脈衝(chong) ,電流沿著細長的軸突傳(chuan) 遞到下一個(ge) 神經元,向其他部位傳(chuan) 達控製機體(ti) 的指令,或是廣播環境感知等信息。

真菌的菌絲(si) 體(ti) 由無數細長菌絲(si) 構成,形態上很像神經細胞構成的網絡;菌絲(si) 還在規律地傳(chuan) 播電脈衝(chong) 信號,可以看作是彼此在交流溝通、傳(chuan) 達指時的信息載體(ti) 。

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菌絲(si) 在咖啡渣上生長,延伸的菌絲(si) 看起來像神經網絡|Tobi Kellner

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

阿達馬茨基做過一些初步研究,發現真菌不經外界刺激就能自發地產(chan) 生電脈衝(chong) ,這些電信號所承載的信息量比人類語言簡短,但其中蘊含的信息複雜度和多樣性很高。

因此,他更加懷疑,真菌發出的電脈衝(chong) 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(si) 體(ti) 網絡中傳(chuan) 遞環境信息和交流自身狀態。

真菌詞匯表隻有50個(ge) 單詞,不到20個(ge) 常見詞

為(wei) 了搞清楚蘑菇的神秘語言,阿達馬茨基在這項最新的研究中,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(wei) 研究對象,利用算法信息論中的概念和方法來解析它們(men) 的電脈衝(chong) 信號所具有的語言學特征。

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從(cong) 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[1]

首先用微電極按時間順序記錄下真菌中的電活動信號,然後依據電脈衝(chong) 尖峰的有或無把電信號序列轉換為(wei) 二進製信息,就像黑白相間的條形碼那樣。若這果真是真菌的語言,那一串串二進製條形碼或許就是真菌寫(xie) 出的詩句吧。

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經過轉換的電信號,看起來像條形碼|參考文獻[1]

研究者把一個(ge) 電脈衝(chong) 尖峰看作一個(ge) “字母”,位於(yu) 一定時間間隔之內(nei) 的連續電脈衝(chong) 定義(yi) 為(wei) 一個(ge) “單詞”,多個(ge) 電脈衝(chong) 信號的不同組合模式就構成了真菌單詞的基礎。

這些真菌“單詞”的長度分布模式與(yu) 很多歐洲語言很相似,它們(men) 共同組成了一份由50個(ge) “單詞”組成的真菌詞匯表。句法(syntax)分析表明,不同的電脈衝(chong) 組合還能進一步組裝成結構更為(wei) 複雜的“句子”,但其中隻有約15~20個(ge) 核心單詞是真菌電脈衝(chong) 信號記錄中最常出現的組合模式,原來真菌語言也分常見字和生僻字。

基於(yu) 算法信息論中的概念和標準,研究者分析了這一部真菌詞典的信息複雜度,結果發現,真菌的電信號並非簡單隨機的排列組合,而具有一定複雜度,也許真代表著真菌在有規律地傳(chuan) 遞信息。

吧唧吧唧嘴也算說話嗎?

有一些科學家對蘑菇語言提出了疑問,真菌的電脈衝(chong) 節律與(yu) 菌絲(si) 中營養(yang) 物質的運輸頻率相似,會(hui) 不會(hui) 是真菌正常地生長和代謝,順便產(chan) 生了這些電生理活動?打個(ge) 比方,一個(ge) 人吃飯的時候吧唧吧唧嘴,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。

這次的研究結果表明,在這四種真菌中,裂褶菌不僅(jin) 能說最多的單詞,並且它的單詞複雜度也最高。

然而,人們(men) 已經發現,像裂褶菌這種木腐真菌在降解木頭時電脈衝(chong) 的釋放頻率也會(hui) 更高。研究中的裂褶菌子實體(ti) 是和一起生長的木頭直接從(cong) 野外采集回來的,可能隻是裂褶菌樣本在降解木頭時產(chan) 生了更多的電脈衝(chong) 信號。

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裂褶菌:我隻是在分解木頭,沒有說話啊喂|Lebrac

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

但針對真菌詞典的複雜度分析表明,其中的信息並非隨機無序,在一定程度上,其複雜度和長度等指標甚至可與(yu) 人類語言相比。

不同門類的生物對信息的處理模式具有一定的相似性。如果這些電信號真是某種形式的信息載體(ti) ,那麽(me) 真菌和其他生命一樣,在交流溝通、傳(chuan) 遞信息方麵並沒有本質差異。

不過,直接把真菌的電脈衝(chong) 信號直接解釋為(wei) 語言實在太過超前。如果將來科學家能更進一步解析出這些真菌語句的含義(yi) ,編纂它們(men) 的詞典並解構其語法,能把蘑菇語翻譯成人類聽得懂的話,這樣大概才能成為(wei) 真正的蘑菇語吧。

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蘑菇:野蠻人類別薅我!|Giphy

參考文獻

[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、遊識猷

一個(ge) AI

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