Ученые из Тель-Авивского университета выяснили, что растения могут ошибаться в определении направления света, попадая под своеобразные «оптические иллюзии». Это происходит несмотря на отсутствие у них глаз и мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
В отличие от животных, у растений нет центральной нервной системы. Световые рецепторы распределены по всей поверхности стебля и действуют как децентрализованная сеть. Каждый участок самостоятельно преобразует интенсивность освещения в биологический сигнал, а затем эти локальные сигналы суммируются, задавая направление роста. В эксперименте ростки подсолнечника освещали синим светом с разных сторон. Когда источники располагали друг напротив друга, угол наклона ростка переставал быть прямо пропорционален разнице в яркости. Математическая модель показала, что причина кроется в нелинейности восприятия: удвоенная интенсивность света не дает удвоенный сигнал. После сложения таких искаженных данных итоговый вектор роста может отклоняться от реального положения самого яркого источника.
В другом опыте два сильных источника света поместили напротив, а более слабый — перпендикулярно. Ростки изгибались в сторону слабого света, так как сильные сигналы взаимно компенсировались. Это подтвердило, что растения складывают направленные сигналы, а не просто тянутся к максимуму яркости. По словам профессора Ясмин Мероз, вычисления возникают из локальной обработки света по всему стеблю. Авторы полагают, что этот принцип распределенного восприятия применим и к другим живым системам, включая клетки и бактерии.