Манкузо, Стефано

Перейти к навигацииПерейти к поиску
В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Манкузо.
Стефано Манкузо
итал. Stefano Mancuso
Дата рождения9 мая 1965(1965-05-09) (59 лет)
Место рожденияКатандзаро
СтранаИталия
Род деятельностибиолог, ботаник, нейробиолог, учёный в области наук о мозге, автор нехудожественной литературы, преподаватель университета
Научная сфеработаника
Место работыФлорентийский университет
Альма-матерФлорентийский университет
Учёная степеньпрофессор
Известен как ботаник, популяризатор науки и писатель
Награды и премии

Premio Nazionale di Divulgazione(2013)
Award of the Austrian Ministry of Research and Economy for the Book of the Year(2016)
Premio Galileo per la divulgazione scientifica(2018)

Tignano festival award(2019)
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Стефано Манкузо (род. 9 мая 1965, Катандзаро, Италия) — итальянский ботаник, проявивший себя сразу в нескольких научных областях[1], писатель[2], популяризатор науки, эссеист и профессор[3]. Стефано преподаёт общую арбористику и выращивание деревьев в своём альма-матер Флорентийском университете на кафедре Сельскохозяйственных, пищевых, экологических и лесных наук и технологий.[4] Является членом Accademia dei Georgofili[5][6], одним из основателей Общества по контролю за поведением растений (фр. Societe internationale pour le signalement et le comportement des plantes)[7] и Международной лаборатории нейробиологии растений (англ. International Laboratory of Plant Neurobiology).[8]

Биография

Сам Манкузо утверждает, что сильный интерес к изучению растений появился у него уже в зрелом возрасте во время обучения в университете[9].

С 2001 года Манкузо является профессором Флорентийского университета, а в 2005 году основал Международную лабораторию нейробиологии растений, предназначенную для исследований физиологии, поведения, молекулярной биологии, интеллекта и других областей применительно к растениям[10].

В 2010 году Манкузо читает в Оксфорде лекцию про движение корней в почве, о том, как они ищут воду, питательные вещества и захватывают новые пространства[11].

В 2012 году в проекте Плантоид[англ.] (англ. Plantoid) Стефано принял участие в создании т. н. био-вдохновлённого (итал. bio-ispirato) робота, который имитировал некоторые природные свойства корней, и мог бы, к примеру, исследовать местность, которая трудно доступна или загрязнена в результате ядерной аварии или применения бактериологического оружия[11].

В 2013 году Манкузо опубликовал книгу «Интеллект растений» (итал. L’intelligenza delle piante), написанную в соавторстве с Алессандрой Виолой.

В 2014 году в Университете Флоренции он создал стартап, специализирующийся на биомиметике растений и автономную плавучую теплицу, которую в 2016 году предложили для массового производства чилийскому правительству.

Научные исследования

Вдохновители и предшественники

Стефано Манкузо был вдохновлен исследованиями Джорджа Вашингтона Карвера, Эфраима Уэльса Булла и Чарльза Харрисона Блэкли, а также таких известных натуралистов, как Чарльз Дарвин и Грегор Иоганн Мендель.

Нейробиология растений входит в область ботаники, а также исследования памяти (в том числе трансгенерации обучения[12], включая эпигенетическое обучение[13]), опыта (например, мимоза стыдливая, которая реагирует на прикосновения складыванием своих листьев)[14][15][16], общения и социальной жизни растений.

По словам Стефано Манкузо, с начала 90-х годов ученые начали признавать, что растения обладают не только способностью к общению между собой, но и собственной формой интеллекта.[17][18][19][20]

Корневая система растений

Стефано Манкузо изучал способности растений и их корневой системы (в частности вершин корней, которые очень чувствительны к различным типам стимулов[21], таких как: давление, температура, определённые звуки, влажность и поражения).[22] Также Манкузо были интересно изучать, каким способом корни используют почву для крепления растений, доступа к воде и к питательным веществам, симбиоза с другими видами и связи с другими растениями. Согласно статье, опубликованной в 2004 году группой ботаников (в которую входил и Манкузо), области верхушек корней взаимодействуют между собой, образуя структуру, функции которой во многом аналогичны функциям мозга животных.[23]

Восприятие растений

Согласно логике Манкузо, в процессе эволюции растениям приходилось вырабатывать решения проблем, с которыми сталкиваются организмы, ведущие прикреплённый образ жизни. Хотя у растений нет ни нервов, ни головного мозга, у них есть социальная жизнь и, следовательно, аналоги органов чувств (ключи к пониманию которых можно найти в некоторых клетках (гаметы и бактерии), кораллах, губках и в, казалось бы, очень примитивных организмах, таких как пластинчатые, которые не имеют ничего, что даже отдалённо напоминает мозг, но при этом демонстрируют поведение, присущее обладателям такового), хотя и очень отличающихся от тех, которые наблюдаются у представителей животного мира. В 2012 году Манкузо и его коллеги доказали, что растения имеют специальные рецепторы, которые делают их корни чувствительными к звуку и направлению его распространения.[24] Другие биологи ещё 4 года назад утверждали, что деревья в условиях острой нехваткой воды могут излучать звуки, которые, возможно, больше, чем просто пассивные признаки кавитации.[25]

Фитопланктон и наземные растения обладают определенными способностями по восприятию света. Манкузо и его коллеги доказали при помощи лабораторного эксперимента над резуховидкой, что концы корней очень чувствительны к свету (нескольких секунд освещения достаточно, чтобы вызвать немедленную и сильную реакцию молекул АФК в корне). Описанное Манкузо и его коллегами в их работе явление во многом дополняло более ранние наблюдения и исследования живых корней, сделанные при помощи конфокальной микроскопии.[26]

В своей книге «Революция растений» Манкузо описывает, как растения на протяжении сотен миллионов лет находили и тестировали «блестящие» решения различных проблем, которые стоят перед человечеством сегодня. Растения, отчасти благодаря симбиозу с бактериями и грибками, «изобрели» хорошо оптимизированные и стабильные способы колонизации земной поверхности (до ста метров в высоту), а затем и нижних слоёв атмосферы (до птиц). Также растения создали одну из самых важных углеродных воронок[англ.] на нашей планете, наладили производство чистой энергии из крахмала, сахара, склеренхимы и сложных биомолекул посредством фотосинтезерующего хлорофилла, биоразлагаемости по принципам циркулярной экономики.

Растения и животные

Манкузо отмечает, что сосудистые растения имеют аналог кровеносной системы, состоящий из нескольких органов (в частности репродуктивных органов), но в отличие от высокоорганизованных животных, у растений есть рецепторы, распределённые по всему телу (в то время как у животных рецепторы сконцентрированы в специфических органах, таких как глаза, уши, кожа, язык). Репродуктивные органы растений многообразны по принципу своего функционирования, в то время как у животных они носят более унифицированный характер. По словам Манкузо, это говорит о том, что растения «нюхают», «слушают», «общаются» (между особями одного и того же вида, а иногда и с другими видами) и «учатся»[27] (через определенную форму памяти, в том числе память их иммунной системы[28]), используя весь свой модульный организм (что позволяет растениям лучше противостоять, как хищным, так и травоядным животным). Манкузо часто приводит в качестве примера луновидную фасоль, которая при нападении паутинных клещей (лат. Tetranychus urticae) выделяет в воздух комплекс молекул, способных привлечь Phytoseiulus persimilis, плотоядных клещей, которые готовы поглотить колонии своих паутинных собратьев. Манкузо и его коллеги особо выделили роль ауксинов, которые функционируют в роли нейромедиаторов, подобно тем, что встречаются у животных.

Теперь мы также знаем, что растения способны синтезировать молекулы, исполняющие роль аналогичную нейронам у животных[23], в частности синаптотагмины и глутамат натрия[23]. Растения также могут осуществлять биосинтез молекул, которые, как предполагается, гомологичны молекулам, исполняющим важные функции у животных (например, молекулы активирующие иммунофилины[29], выполняющие у животных иммунную, и гормональную функции, в частности сигнализацию стероидных и неврологических гормонов).[30] Цитология подтверждает существование растительных клеток, ведущих себя как синапсы, в которых ауксины, как представляется, играют роль нейромедиаторов (учитывая специфику растений). В 2005 году Манкузо совместно с несколькими биохимиками разработал «неинвазивный» микроэлектрод, основанный на технологии углеродных нанотрубок для измерения и фиксация потока информации, которая может циркулировать в растениях.[31]

Интеллект растений

Манкузо отмечает, что уже очень давно интеллект ошибочно считается многими людьми тем, «что отличает нас от других живых существ», но если рассматривать интеллект, как способность к решению поставленных задач и преодоление проблем, то мы должны признать, что растения им обладают, и именно интеллект позволяет растениям развиваться и реагировать на большинство проблем, с которыми они сталкиваются на протяжении своего онтогенеза.[32][33][34]

Таким образом, растения адаптируются к жизни практически во всех достаточно освещённых наземных и водных средах, сталкиваясь, как с травоядными, так и хищными насекомыми и животными. Хоть у растений и нет органа, сравнимого с мозгом, но они используют эквивалент т. н. «диффузного мозга» (ит. «cervello diffuso»).[9] Некоторые из растений, например, способны выделять вещества, которые привлекают насекомых и животных, чтобы впоследствии растения могли использовать их для собственных нужд. Синтезируемые растениями химические вещества зачастую оказывают очень сложное влияние на поведение животных и насекомых (примером могут послужить взаимовыгодные отношения мирмекофитов и муравьёв, в частности феномен т. н. садов дьвола в амазонских лесах).[35]

Манкузо сделал вывод, что технические решения будущего должны быть в большей степени био-вдохновлёнными (итал. bio-ispirato). Как биологический вид, некоторые растения существовали на протяжении гораздо более длительного срока, чем любой из так называемых «высших» животных (например, гинкго билоба, который существует уже в течение 250 миллионов лет). Манкузо вспоминает, как Чарльз Дарвин показал, что все живые организмы, дошедшие до настоящего времени находятся на пике своего развития, если рассматривать их становление с точки зрения эволюции. Растения входят в число организмов, без которых не было бы жизни на Земле как таковой, поэтому мы должны защищать и отстаивать их право на дальнейшее существование и процветание. Манкузо и его коллеги вспоминают, что в конце своей жизни, когда Чарльз Дарвин стал больше интересоваться растениями, в книге под названием «Сила движения растений» (англ. The Power of Movement in Plants) Дарвин писал:

... не будет преувеличением сказать, что верхушка корня настолько наделена чувствительностью, что способна направлять движения частей растения, как и мозг некоторых низших животных. Мозг присутствует в передней части тела, воспринимает ощущения от органов чувств и направляет различные движения...[36]

Критика

Стефано Манкузо проводит исследования в области так называемой растительной нейробиологии, концепции, которая всё ещё является предметом споров в научном сообществе.

По словам Манкузо, академики изначально были очень скептично настроены по отношению даже к такому простому понятию, как «растительное поведение» или обучению у растений, и вплоть до 2005 года в академических кругах был негласный запрет на обсуждение «поведения растений», но последующие открытия привели к созданию университетских кафедр в рамках этой области, а также к написанию многочисленных статей и научных работ. Примерно в то же время начались разговоры о «био-вдохновлённых плантоидных роботах», которые могли бы, например, использовать лёгкую механическую систему, схожую с корнями растений, для восстановления размытых и/или загрязнённых почв. Некоторые учёные до сих пор отказываются говорить об интеллекте растений и даже об их «сознании», так как это приводит к возникновению новых философских вопросов, к примеру: если растения воспринимают раны или агрессию, а потом реагируют на них, осуществляя различные биохимические процессы[37], то можно ли здесь провести аналогии с болевыми ощущениями у животных? В 2008 году петиция, подписанная тридцатью шестью европейскими и североамериканскими биологами, призвала не использовать термин «растительная нейробиология» в научном обиходе. С другой стороны, гипотеза о распространённом у растений интеллекте, кажется, сразу же привлекла внимание широкой общественности.

Тем не менее, культурные и даже теоретические предпосылки до сих пор препятствовали количественной и качественной оценке (в частности через эксперименты) когнитивных способностей растений. Сама научная методология оценки интеллекта была построена для исследования человека и животных[38] (сравнительно недавно к этому прибавились ещё и исследования искусственного интеллекта).

Сама идея по предоставлению растениям прав для защиты их достоинства аналогично животным, предложенная Манкузо, по-прежнему шокирует многих, как с точки зрения философии, так и политики. Для Манкузо обеспечение растений определёнными правами означает прежде всего защиту самих людей, которые полностью зависят от растений в вопросах обеспечения кислородом, продуктами питания и биоразлагаемыми волокнами. Если человек захочет эмигрировать на другую безжизненную планету, то ему придётся делать это совместно с другими организмами, включая растения, от которых мы полностью зависим. Поэтому человечество должно быть заинтересовано в том, чтобы защита условий жизни и разнообразия растений происходила в том числе и на законодательном уровне.[9]

Награды

Работы

Публикации

Эссе

  • L’incredibile viaggio delle piante, Laterza, 2018
  • Plant revoluction, Giunti editore, 2017
  • Botanica. Viaggio nell’universo vegetale, Aboca edizioni, 2017
  • Verde brillante, sensibilità e intelligenza del mondo vegetale, con Alessandra Viola, Giunti editore, 2015
  • Biodiversi, con Carlo Petrini, Slow Foof, 2015
  • Uomini che amano le piante, Giunti editore, 2014

Примечания

  1. ↑ Stefano Mancuso. publications indexed by Google Scholar. Дата обращения: 3 октября 2020. Архивировано 8 октября 2020 года.
  2. ↑ Stefano Mancuso's books examples. Дата обращения: 3 октября 2020.
  3. ↑ Stefano Mancuso`s current academic rank. unifi.it. Дата обращения: 16 марта 2020. Архивировано 23 марта 2020 года.
  4. ↑ Stefano Mancuso`s contacts. unifi.it. Дата обращения: 17 марта 2020. Архивировано 23 марта 2020 года.
  5. ↑ Academic list 2019. The Accademia dei Georgofili official website. Дата обращения: 3 октября 2020. Архивировано 12 октября 2020 года.
  6. ↑ "Il georgofilo Stefano Mancuso è uno dei "20 italiani che ci cambieranno la vita"". Information newsletter by the Accademia dei Georgofili. Архивировано 15 октября 2020. Дата обращения: 3 октября 2020.
  7. ↑ The Society of Plant Signaling and Behavior steering committee list. The Society of Plant Signaling and Behavior official website. Дата обращения: 3 октября 2020. Архивировано 15 октября 2020 года.
  8. ↑ Membership list of the LINV project. The International Laboratory of Plant Neurobiology official website. Дата обращения: 3 октября 2020. Архивировано 11 ноября 2020 года.
  9. ↑ 1 2 3 France Culture (2019) Stefano Mancuso : «Les plantes sont les vrais moteurs de la vie sur terre» Архивная копия от 12 августа 2020 на Wayback Machine, Les matins du Samedi
  10. ↑ LINV AT FIRST GLANCE. linv.org. Дата обращения: 17 марта 2020. Архивировано 10 февраля 2020 года.
  11. ↑ 1 2 Frederic Mouchon (2018), article intitule Stefano Mancuso, l’homme qui murmure a l’oreille des plantes Архивная копия от 28 октября 2020 на Wayback Machine, Le Parisien, le 08 avril 2018
  12. ↑ Molinier J., Ries G., Zipfel C., Hohn B. (2006) Transgeneration memory of stress in plants. Nature Research Journal 422:1046-1049
  13. ↑ Ginsburg S., Jablonka E. (2009) Epigenetic learning in non-neural organisms. Journal of Biosciences 34:633-646
  14. ↑ Gagliano M., Renton M., Depczynski M. & Mancuso S. (2014) Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters Архивная копия от 20 апреля 2019 на Wayback Machine. Oecologia, 175(1), 63-72.
  15. ↑ Applewhite PB (1972) Behavioral plasticity in the sensitive plant, Mimosa. Behav Biol 7:47-53
  16. ↑ Cahill J. Jr, Bao T., Maloney M., Kolenosky C. (2013) Mechanical leaf damage causes localized, but not systematic, changes in leaf movement behaviour of the sensitive plant, Mimosa pudica. Botany 91:43-47
  17. ↑ Trewavas A. (2003) Aspects of plant intelligence. Annals of Botany 92:1-20
  18. ↑ Trewavas A. Plant intelligence. Naturwissenschaften 2005a;92:401-13.
  19. ↑ Trewavas A. Green plants as intelligent organisms. Trends Plant Sci 2005 ;10:413-9.
  20. ↑ Trewavas A. Response to Alpi et al.: Plant neurobiology — all metaphors have value. Trends Plant Sci 2007; 12:231
  21. ↑ Baluska, F., Mancuso, S., Volkmann, D., & Barlow, P. W. (2010). [Root apex transition zone: a signalling-response nexus in the root]. Trends in plant science, 15(7), 402—408.
  22. ↑ Baluska, F., & Mancuso, S. (2013). Root apex transition zone as oscillatory zone Архивная копия от 21 сентября 2020 на Wayback Machine. Frontiers in Plant Science, 4, 354.
  23. ↑ 1 2 3 Baluska, F., Mancuso, S., Volkmann, D., & Barlow, P. (2004) Root apices as plant command centres: the unique ‘brain-like’status of the root apex transition zone Архивная копия от 20 апреля 2019 на Wayback Machine. Biologia, 59(Suppl 13), 7-19.
  24. ↑ Gagliano M, Mancuso S & Robert D (2012) Towards understanding plant bioacoustics. Trends in plant science, 17(6), 323—325.
  25. ↑ Zweifel R & Zeugin F (2008) Ultrasonic acoustic emissions in drought-stressed trees — more than signals from cavitation? New Phytol. 179, 1070—1079
  26. ↑ Yokawa, K., Kagenishi, T., Kawano, T., Mancuso, S., & Baluska, F. (2011). Illumination of Arabidopsis roots induces immediate burst of ROS production Архивная копия от 25 мая 2021 на Wayback Machine. Plant signaling & behavior, 6(10), 1460—1464.
  27. ↑ vVlkov A.G, carrell H, Adesina T, Markin V.S & Jovanov E (2008) Plant electrical memory. Plant signal Behav 3:490-492
  28. ↑ Baldwin IT & schmelz E.A (1996) Immunological «memory» in the induced accumulation of nicotine in wild Tobacco. ecology 77:236-246
  29. ↑ Bailly, A., Sovero, V., Vincenzetti, V., Santelia, D., Bartnik, D., Koenig, B. W., … & Geisler, M. (2008). Modulation of P-glycoproteins by auxin transport inhibitors is mediated by interaction with immunophilins Архивная копия от 20 апреля 2019 на Wayback Machine. Journal of Biological Chemistry, 283(31), 21817-21826.
  30. ↑ Bouchard, R., Bailly, A., Blakeslee, J. J., Oehring, S. C., Vincenzetti, V., Lee, O. R., … & Schulz, B. (2006). Immunophilin-like TWISTED DWARF1 modulates auxin efflux activities of Arabidopsis P-glycoproteins. Journal of Biological Chemistry, 281(41), 30603-30612.
  31. ↑ Mancuso, S., Marras, A. M., Magnus, V., & Baluška, F. (2005) Noninvasive and continuous recordings of auxin fluxes in intact root apex with a carbon nanotube-modified and self-referencing microelectrode Архивная копия от 20 апреля 2019 на Wayback Machine. Analytical biochemistry, 341(2), 344—351
  32. ↑ Brenner E. D., Stahlberg R., Mancuso S., Vivanco J., Baluska F., Van Volkenburgh E. Plant neurobiology: an integrated view of plant signaling (англ.) // Trends in Plant Science[англ.] : journal. — Cell Press, 2006. — August (vol. 11, no. 8). — P. 413—419. — doi:10.1016/j.tplants.2006.06.009. — PMID 16843034.
  33. ↑ Trewavas, Anthony. Green plants as intelligent organisms (англ.) // Trends in Plant Science[англ.]. — Cell Press, 2005. — September (vol. 10, no. 9). — P. 413—419. — doi:10.1016/j.tplants.2005.07.005. — PMID 16054860.
  34. ↑ Trewavas, A. Mindless mastery (англ.) // Nature. — 2002. — Vol. 415, no. 6874. — P. 841. — doi:10.1038/415841a. — Bibcode: 2002Natur.415..841T. — PMID 11859344.
  35. ↑ Умные муравьи. Часть 1: Симбиоз с растениями от 09.02.2018. портал Hren.su. Дата обращения: 23 марта 2020. Архивировано 23 марта 2020 года.
  36. ↑ Baluška F, Mancuso S, Volkmann D & Barlow P (2009) The ‘root-brain’hypothesis of Charles and Francis Darwin: revival after more than 125 years Архивная копия от 24 января 2022 на Wayback Machine. Plant signaling & behavior, 4(12), 1121-1127.
  37. ↑ Mancuso, S. (1999). Hydraulic and electrical transmission of wound-induced signals in Vitis vinifera. Functional Plant Biology, 26(1), 55-61.
  38. ↑ Cahiers philosophiques, (2), 39-41. riassunto Архивная копия от 19 декабря 2020 на Wayback Machine
  39. ↑ Редакция газеты Friulisera. A Stefano Mancuso il Premio Hemingway 2021 per l’Avventura del pensiero (итал.). www.friulisera.it (19 июня 2021). Дата обращения: 20 мая 2023. Архивировано 20 мая 2023 года.
  40. ↑ Per L’ambiente (итал.). www.tignano.it/ (2019). Дата обращения: 20 мая 2023. Архивировано 20 мая 2023 года.
  41. ↑ Daniele Mont D'Arpizio. Plant Revolution di Stefano Mancuso vince il Premio Galileo 2018 (итал.). www.ilbolive.unipd.it/ (21 мая 2018). Дата обращения: 20 мая 2023. Архивировано 20 мая 2023 года.

Ссылки