Bijna alle aardse organismen communiceren op de een of andere manier met elkaar, van het knikken en dansen en het piepen en brullen van dieren tot de onzichtbare chemische signalen die worden uitgezonden door bladeren en wortels van planten. Maar hoe zit het met schimmels? Zijn paddenstoelen zo levenloos als ze lijken - of is er iets spannenders aan de hand onder de oppervlakte?

Nieuw onderzoek door computerwetenschapper Andrew Adamatzky van het Unconventional Computing Laboratory van de University of the West of England, suggereert dat dit oude koninkrijk een geheel eigen elektrische 'taal' heeft - veel gecompliceerder dan iemand eerder dacht. Volgens de studie kunnen schimmels zelfs "woorden" gebruiken om "zinnen" te vormen om met buren te communiceren.

Bijna alle communicatie binnen en tussen meercellige dieren omvat zeer gespecialiseerde cellen die zenuwen (of neuronen) worden genoemd. Deze verzenden berichten van het ene deel van een organisme naar het andere via een verbonden netwerk dat een zenuwstelsel wordt genoemd. De 'taal' van het zenuwstelsel omvat kenmerkende patronen van elektrische potentiaalpieken (ook wel bekend als impulsen), die wezens helpen om snel te detecteren en te reageren op wat er in hun omgeving gebeurt.

Ondanks het ontbreken van een zenuwstelsel, lijken schimmels informatie door te geven met behulp van elektrische impulsen over draadachtige filamenten die hyfen worden genoemd. De filamenten vormen een dun web, een mycelium genaamd, dat schimmelkolonies in de grond verbindt. Deze netwerken lijken opmerkelijk veel op het zenuwstelsel van dieren. Door de frequentie en intensiteit van de impulsen te meten, kan het mogelijk zijn om de talen die worden gebruikt om te communiceren binnen en tussen organismen in de koninkrijken van het leven, te ontrafelen en te begrijpen.

Met behulp van kleine elektroden registreerde Adamatzky de ritmische elektrische impulsen die door het mycelium van vier verschillende soorten schimmels werden verzonden.

Hij ontdekte dat de impulsen varieerden in amplitude, frequentie en duur. Door wiskundige vergelijkingen te maken tussen de patronen van deze impulsen met die welke meer typisch geassocieerd worden met menselijke spraak, suggereert Adamatzky dat ze de basis vormen van een schimmeltaal die tot 50 woorden omvat die in zinnen zijn geordend. De complexiteit van de talen die door de verschillende soorten schimmels worden gebruikt, bleek te verschillen, met de gespleten kieuwzwam (Schizophyllum commune ) met behulp van het meest gecompliceerde lexicon van de geteste.

Dit verhoogt de mogelijkheid dat schimmels hun eigen elektrische taal hebben om specifieke informatie over voedsel en andere bronnen in de buurt, of potentiële bronnen van gevaar en schade, onderling of zelfs met verder op afstand verbonden partners te delen.

Ondergrondse communicatienetwerken

Dit is niet het eerste bewijs dat schimmelmycelia informatie doorgeven.

Mycorrhiza-schimmels - bijna onzichtbare draadachtige schimmels die intieme partnerschappen vormen met plantenwortels - hebben uitgebreide netwerken in de bodem die naburige planten met elkaar verbinden. Door deze associaties krijgen planten gewoonlijk toegang tot voedingsstoffen en vocht die door de schimmels worden geleverd vanuit de kleinste poriën in de bodem. Dit vergroot enorm het gebied waar planten voedsel uit kunnen halen en verhoogt hun tolerantie voor droogte. In ruil daarvoor draagt ​​de plant suikers en vetzuren over aan de schimmels, waardoor beide profiteren van de relatie.

Experimenten met planten die alleen door mycorrhiza-schimmels zijn verbonden, hebben aangetoond dat wanneer een plant in het netwerk wordt aangevallen door insecten, ook de afweerreacties van naburige planten worden geactiveerd. Het lijkt erop dat waarschuwingssignalen via het schimmelnetwerk worden verzonden.

Ander onderzoek heeft aangetoond dat planten meer dan alleen informatie over deze schimmeldraden kunnen overbrengen. In sommige onderzoeken blijkt dat planten, waaronder bomen, op koolstof gebaseerde verbindingen zoals suikers naar buren kunnen overbrengen. Deze overdrachten van koolstof van de ene plant naar de andere via schimmelmycelia kunnen bijzonder nuttig zijn bij het ondersteunen van zaailingen terwijl ze zich vestigen. Dit is vooral het geval wanneer die zaailingen worden overschaduwd door andere planten en zo beperkt zijn in hun vermogen om te fotosynthetiseren en koolstof voor zichzelf vast te leggen.

Hoe deze ondergrondse signalen precies worden verzonden, blijft echter een punt van discussie. Het is mogelijk dat de schimmelverbindingen chemische signalen van de ene plant naar de andere vervoeren binnen de hyfen zelf, op een vergelijkbare manier als hoe de elektrische signalen uit het nieuwe onderzoek worden overgedragen. Maar het is ook mogelijk dat signalen worden opgelost in een waterfilm die op zijn plaats wordt gehouden en door oppervlaktespanning over het netwerk wordt verplaatst. Als alternatief kunnen andere micro-organismen betrokken zijn. Bacteriën in en rond schimmeldraden kunnen de samenstelling van hun gemeenschappen veranderen of functioneren als reactie op veranderende wortel- of schimmelchemie en een reactie induceren in naburige schimmels en planten.

Het nieuwe onderzoek dat de overdracht van taalachtige elektrische impulsen direct langs schimmeldraden laat zien, biedt nieuwe aanwijzingen over hoe berichten worden overgebracht door schimmelmycelium.

Paddestoel voor debat?

Hoewel het aantrekkelijk is om de elektrische pieken in schimmelmycelia als een taal te interpreteren, zijn er alternatieve manieren om naar de nieuwe bevindingen te kijken.

Het ritme van elektrische pulsen vertoont enige gelijkenis met hoe voedingsstoffen langs schimmeldraden stromen, en kan dus processen in schimmelcellen weerspiegelen die niet direct gerelateerd zijn aan communicatie. De ritmische pulsen van voedingsstoffen en elektriciteit kunnen de patronen van schimmelgroei onthullen terwijl het organisme zijn omgeving verkent op zoek naar voedingsstoffen.

Natuurlijk blijft de mogelijkheid bestaan ​​dat de elektrische signalen helemaal geen communicatie vertegenwoordigen. Rather, charged hyphal tips passing the electrode could have generated the spikes in activity observed in the study.

More research is clearly needed before we can say with any certainty what the electrical impulses detected in this study mean. What we can take from the research is that electrical spikes are, potentially, a new mechanism for transmitting information across fungal mycelia, with important implications for our understanding of the role and significance of fungi in ecosystems.

These results could represent the first insights into fungal intelligence, even consciousness. That's a very big "could," but depending on the definitions involved, the possibility remains, though it would seem to exist on time scales, frequencies and magnitudes not easily perceived by humans.