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TEDGlobal 2010

Stefano Mancuso: The roots of plant intelligence

ステファノ・マンクソー:植物が持つ知性の根

July 15, 2010

捕獲者と戦ったり、エネルギー摂取の機会を最大限に高めたり、植物は時として不思議で知性的な振る舞いをします。ですが、我々はそれらを独自の知性を持ったものとして認識できるでしょうか?イタリアの植物学者であるステファノ・マンクソーが興味深い証拠を提示してくれます。

Stefano Mancuso - Plant neurobiologist
Stefano Mancuso is a founder of the study of plant neurobiology, which explores signaling and communication at all levels of biological organization, from genetics to molecules, cells and ecological communities. Full bio

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Double-click the English subtitles below to play the video.
Sometimes I go browsing
時々とても古い雑誌を
00:15
[through] a very old magazine.
パラパラ見ます
00:18
I found this observation test
そこでノアの箱舟の話をもとにした
00:20
about the story of the ark.
観察力のテストを見つけました
00:23
And the artist that drew this observation test
このテストの絵を描いたアーティストは
00:26
did some errors, had some mistakes --
間違いをいくつか盛り込んでいます
00:29
there are more or less 12 mistakes.
12個ぐらいの間違いがあり
00:31
Some of them are very easy.
とても簡単なものもあります
00:33
There is a funnel, an aerial part,
煙突やアンテナやランプがあったり
00:35
a lamp and clockwork key on the ark.
ゼンマイ仕掛けのネジがあります
00:38
Some of them are about the animals, the number.
動物やその数についての間違いもあります
00:40
But there is a much more fundamental mistake
でもノアの箱舟の全体的なストーリーには
00:43
in the overall story of the ark
ここには描かれていない もっと根本的な
00:46
that's not reported here.
間違いがあります
00:49
And this problem is: where are the plants?
問題は「植物はどこだ?」ということです
00:51
So now we have God
神様がいて
00:54
that is going to submerge Earth permanently
永久に または 少なくともかなり長い間
00:56
or at least for a very long period,
地上を水に沈めようとしているのに
00:59
and no one is taking care of plants.
誰も植物のことを考えていないのです
01:02
Noah needed to take two of every kind of bird,
ノアはあらゆる種類の鳥
01:05
of every kind of animal,
すべての種類の動物や動く生物の
01:07
of every kind of creature that moves,
つがいを連れて行かねばなりませんでした
01:09
but no mention about plants.
でも植物に関しては何も記述がありません
01:11
Why?
なぜか?
01:14
In another part of the same story,
同じ物語の別の部分では
01:16
all the living creatures
地上の生物は
01:18
are just the living creatures
すべて箱舟からきた
01:20
that came out from the ark,
生物であるとしています
01:22
so birds, livestock and wild animals.
鳥や家畜や野生動物のことです
01:24
Plants are not living creatures --
植物は生物ではないわけです
01:27
this is the point.
これが問題なのです
01:29
That is a point that is not
これが聖書に記されていない
01:31
coming out from the Bible,
問題なのです
01:33
but it's something that
でも植物は常に人類と
01:35
really accompanied humanity.
共にあったものです
01:37
Let's have a look at this nice code
ルネサンス時代の本に
01:40
that is coming from a Renaissance book.
まとめられていた理論を見てみましょう
01:43
Here we have the description
自然法則について
01:46
of the order of nature.
説明があります
01:48
It's a nice description because it's starting from left --
なかなか良い説明で左から
01:50
you have the stones --
石があり
01:53
immediately after the stones, the plants
石のすぐあとに
01:55
that are just able to live.
命がある植物が続き
01:57
We have the animals that are able to live and to sense,
命があって感覚もある動物があり
02:00
and on the top of the pyramid,
ピラミッドの頂点に
02:03
there is the man.
人間がいます
02:05
This is not the common man.
これは一般的な人間ではなく
02:07
The "Homo studiosus" -- the studying man.
「ホモ・スチュージオス」つまり学識ある人間です
02:09
This is quite comforting
教授である私のような人間が
02:12
for people like me -- I'm a professor --
生物の頂点にいるのは
02:15
this to be over there on the top of creation.
とてもうれしいことです
02:18
But it's something completely wrong.
でもこれは全く間違っています
02:21
You know very well about professors.
教授が頂点ということもそうですが
02:24
But it's also wrong about plants,
植物に関しても間違っているのです
02:27
because plants are not just able to live;
植物は命があるだけでなく
02:30
they are able to sense.
感覚も持っているからです
02:32
They are much more sophisticated
動物よりももっと発達した
02:34
in sensing than animals.
感覚を持っています
02:36
Just to give you an example,
1つ例をあげると
02:38
every single root apex
すべての根端は
02:40
is able to detect and to monitor
少なくとも15種類の化学物質と
02:42
concurrently and continuously
物理的要素を
02:45
at least 15 different chemical
同時にそして持続的に
02:47
and physical parameters.
感知して監視することができます
02:49
And they also are able to show and to exhibit
更に植物は複雑な
02:52
such a wonderful and complex behavior
素晴らしい行動を示すことができます
02:55
that can be described just with the term of intelligence.
「知性」と言えるものです
02:58
Well, but this is something --
それにしてもこのように
03:01
this underestimation of plants is something
植物を過小評価することは
03:04
that is always with us.
今までずっと私たちがしてきたことです
03:06
Let's have a look at this short movie now.
この短い映画を観てみましょう
03:09
We have David Attenborough.
デイビッド・アッテンボローです
03:12
Now David Attenborough is really a plant lover;
アッテンボローは植物愛好家で
03:14
he did some of the most beautiful movies
植物の特性に関する
03:16
about plant behavior.
非常に素晴らしい映画を作りました
03:19
Now, when he speaks about plants,
でも彼の植物の解説には
03:21
everything is correct.
間違いはないのですが
03:23
When he speaks about animals,
動物の解説になると
03:25
[he] tends to remove the fact
植物が存在するという事実を
03:27
that plants exist.
無視することが多いのです
03:29
The blue whale,
シロナガスクジラは地球上で
03:31
the biggest creature that exists on the planet --
一番大きな生物である
03:33
that is wrong, completely wrong.
それは違います 全く違います
03:35
The blue whale, it's a dwarf
シロナガスクジラは地球上に存在する
03:38
if compared with the real biggest creature
本当の最大の生物に比べたら
03:41
that exists on the planet --
小人のようなものです
03:43
that is, this wonderful,
一番大きいのはこの素晴らしい
03:45
magnificent Sequoiadendron giganteum.
壮大なセコイヤデンドロンです
03:47
(Applause)
(拍手)
03:51
And this is a living organism
これは質量が少なくとも
03:53
that has a mass of at least 2,000 tons.
2,000トンにもなる生物です
03:56
Now, the story
さて 植物が低レベルな
03:59
that plants are some low-level organisms
生物だという話は
04:01
has been formalized
だいぶ前にアリストテレスによって
04:04
many times ago by Aristotle,
まとめられています
04:07
that in "De Anima" --
「デ・アニマ」は
04:10
that is a very influential book for the Western civilization --
西洋文明に非常に影響を与えた本です
04:12
wrote that the plants are on the edge
この本は植物を命のあるものと
04:15
between living and not living.
ないものの境目に位置づけています
04:18
They have just a kind of very low-level soul.
低レベルな魂があるだけのものとしています
04:21
It's called the vegetative soul,
植物魂と言いますが
04:24
because they lack movement,
動くことがないため
04:27
and so they don't need to sense.
感覚が必要ないとしています
04:30
Let's see.
そうでしょうか?
04:32
Okay, some of the movements of the plants are very well-known.
植物の動きにはよく知られているものもあります
04:34
This is a very fast movement.
これは早送りした映像です
04:37
This is a Dionaea, a Venus fly trap
これはハエトリグサ 別名ハエジゴクが
04:39
hunting snails --
ナメクジを捕らえているところです
04:42
sorry for the snail.
ナメクジには気の毒ですが
04:44
This has been something that has been refused for centuries,
これは何世紀にも渡って否定されてきています
04:46
despite the evidence.
証拠があるにもかかわらずです
04:49
No one can say that the plants were able to eat an animal,
誰も植物は動物を食べることができると言えませんでした
04:52
because it was against the order of nature.
自然の法則に反していたからです
04:55
But plants are also able
でも植物はたくさんの
04:58
to show a lot of movement.
動きを見せることもできます
05:00
Some of them are very well known, like the flowering.
よく知られているのは開花などです
05:03
It's just a question to use some techniques
低速度撮影のような技術の利用が
05:06
like the time lapse.
必要というだけです
05:09
Some of them are much more sophisticated.
もっと精巧な動きもあります
05:11
Look at this young bean
この豆の芽が光を受けようと
05:14
that is moving to catch the light every time.
常に動いているのを見てください
05:16
And it's really so graceful;
非常に優雅です
05:19
it's like a dancing angel.
天使が踊っているようです
05:21
They are also able to play --
植物は遊ぶこともできます
05:24
they are really playing.
これは本当に遊んでいる様子です
05:27
These are young sunflowers,
これらはヒマワリの芽ですが
05:29
and what they are doing
この動きは
05:32
cannot be described
遊んでいるとしか言えない
05:34
with any other terms than playing.
動きです
05:36
They are training themselves,
動物の子供がよくやるように
05:38
as many young animals do,
大人になるための
05:40
to the adult life
練習をしているのです
05:42
where they will be called to track the sun
大きくなったヒマワリは一日中
05:44
all the day.
太陽を追うことになるからです
05:47
They are able to respond to gravity, of course,
植物は重力に対応することも当然できます
05:49
so the shoots are growing
つまり発芽すると
05:52
against the vector of gravity
重力の向きに反して育ち
05:54
and the roots toward the vector of gravity.
根は重力に向かって伸びるのです
05:56
But they are also able to sleep.
植物は眠ることもできます
05:59
This is one, Mimosa pudica.
これはオジギソウです
06:02
So during the night,
夜の間は
06:04
they curl the leaves
葉をまるめて
06:06
and reduce the movement,
動きを減らしています
06:08
and during the day, you have the opening of the leaves --
日中は葉が開いていて
06:10
there is much more movement.
もっと活動的になっています
06:12
This is interesting
これは興味深いことです
06:14
because this sleeping machinery,
こうして眠っている個体は
06:16
it's perfectly conserved.
しっかりエネルギー節約しています
06:18
It's the same in plants, in insects
これは植物でも昆虫でも
06:20
and in animals.
動物でも同じです
06:22
And so if you need to study this sleeping problem,
ですから睡眠の問題を研究したい場合
06:24
it's easy to study on plants, for example,
例えば植物で研究すると
06:27
than in animals
動物よりもやり易いです
06:30
and it's much more easy even ethically.
倫理的には更に楽になります
06:32
It's a kind of vegetarian
ベジタリアン実験と
06:35
experimentation.
いうわけです
06:38
Plants are even able to communicate --
植物はコミュニケーションすることもできます
06:40
they are extraordinary communicators.
コミュニケーションに長けているのです
06:43
They communicate with other plants.
植物は他の植物とやり取りをし
06:45
They are able to distinguish kin and non-kin.
同類かそうでないか区別することができます
06:47
They communicate
植物は他の植物や
06:50
with plants of other species
異種 そして
06:52
and they communicate with animals
動物ともやり取りしますが
06:54
by producing chemical volatiles,
揮発性化学物質を生成して行います
06:56
for example, during the pollination.
例えば受粉のときなどそうです
06:59
Now with the pollination, it's a very serious issue for plants,
受粉は植物にとって重要な問題です
07:01
because they move the pollen from one flower to the other,
花粉を花から花へと運ぶ際
07:04
yet they cannot move from one flower to the other.
自分は動くことが出来ないからです
07:07
So they need a vector --
そこで媒介生物が必要となり
07:09
and this vector,
この媒介生物は
07:11
it's normally an animal.
通常動物です
07:13
Many insects
多くの昆虫が
07:15
have been used by plants as vectors
媒介生物として植物に利用され
07:17
for the transport of the pollination,
花粉を運んでいます
07:20
but not just insects; even birds, reptiles,
昆虫だけでなく 鳥や爬虫類
07:22
and mammals like bats rats
コウモリやネズミのような哺乳類までが
07:25
are normally used for the transportation of the pollen.
花粉を運ぶため普通に利用されています
07:28
This is a serious business.
これは重要な仕事です
07:31
We have the plants that are giving to the animals
植物によっては動物に
07:33
a kind of sweet substance --
糖分の一種で
07:36
very energizing --
エネルギー源になるものを
07:39
having in change this transportation of the pollen.
花粉を運ぶ代わりに提供するものもあります
07:41
But some plants are manipulating animals,
でも植物によっては動物を巧みに扱うものもあり
07:44
like in the case of orchids
この蘭のように
07:47
that promise sex and nectar
セックスと蜜を期待させるだけで
07:49
and give in change nothing
花粉を運ぶ代償を
07:51
for the transportation of the pollen.
何も払わないものもあります
07:53
Now, there is a big problem
さて 私たちが見てきたこのような習性を考えると
07:56
behind all this behavior that we have seen.
大きな問題があります
07:59
How is it possible to do this without a brain?
脳がないのにどうしてこのようなことができるのか?
08:02
We need to wait until 1880,
この疑問に対する答えは1880年に
08:05
when this big man,
偉大な
08:08
Charles Darwin,
チャールズ・ダーウィンが
08:10
publishes a wonderful, astonishing book
革命的で素晴らしい驚きの本を
08:12
that starts a revolution.
発表するまで待つことになります
08:15
The title is "The Power of Movement in Plants."
「植物の運動力」という題名です
08:18
No one was allowed to speak about movement in plants
チャールズ・ダーウィン以前は 誰も
08:21
before Charles Darwin.
植物の動きについて述べられませんでした
08:23
In his book,
この本の中でダーウィンは
08:25
assisted by his son, Francis --
ケンブリッジで世界初の植物生理学の
08:27
who was the first professor of plant physiology in the world, in Cambridge --
教授となった息子のフランシスに手伝ってもらって
08:29
they took into consideration every single movement
植物のありとあらゆる動きを考察し
08:32
for 500 pages.
500ページにまとめました
08:35
And in the last paragraph of the book,
そしてこの本の最後の段落で
08:37
it's a kind of stylistic mark,
最も重要なポイントを
08:40
because normally Charles Darwin stored,
最後の段落に記すのが
08:42
in the last paragraph of a book,
ダーウィンのやり方で
08:45
the most important message.
彼の本の特徴なのですが
08:47
He wrote that,
ここにダーウィンは
08:49
"It's hardly an exaggeration
「幼根の先端が
08:51
to say that the tip of the radical
下等動物の脳のような
08:53
acts like the brain
働きをしていると言っても
08:56
of one of the lower animals."
過言でない」と述べています
08:58
This is not a metaphor.
これは比喩ではありません
09:00
He wrote some very interesting letters to one of his friends
ダーウィンは友人の一人で
09:02
who was J.D. Hooker, or at that time, president of the Royal Society,
当時英国王立協会の会長として英国最大の科学的権威者であった
09:05
so the maximum scientific authority in Britain
J.D.フッカー宛てに 植物の脳について語った
09:09
speaking about the brain in the plants.
とても興味深い手紙を書いています
09:12
Now, this is a root apex
さて これは斜面を上って
09:15
growing against a slope.
伸びている根端です
09:17
So you can recognize this kind of movement,
このような動きは見覚えあると思いますが
09:19
the same movement that worms, snakes
ミミズや蛇など
09:22
and every animal
地上を足なしで動く
09:25
that are moving on the ground without legs
すべての動物が見せる動きと
09:27
is able to display.
同じです
09:30
And it's not an easy movement
これは簡単な動きではありません
09:32
because, to have this kind of movement,
このような動きをするには
09:34
you need to move different regions of the root
根の様々な部位を動かす必要があり
09:37
and to synchronize these different regions
脳がなくても これらの別々の部位を
09:40
without having a brain.
同時に動かさなくてはなりません
09:42
So we studied the root apex
そこで私たちは根端について研究し
09:44
and we found that there is a specific region
特定の場所があることを見つけました
09:47
that is here, depicted in blue --
ここです 青で示されている部分です
09:49
that is called the "transition zone."
移行領域と呼びましょう
09:52
And this region, it's a very small region --
この部位は非常に小さく
09:54
it's less than one millimeter.
1ミリ以下です
09:57
And in this small region
そしてこの小さな領域で
10:00
you have the highest consumption
この植物の最も高い
10:02
of oxygen in the plants
酸素消費量が見られます
10:04
and more important,
更に重要なのは
10:06
you have these kinds of signals here.
このような種類の信号があることです
10:08
The signals that you are seeing here are action potential,
みなさんが見ているこれらの信号は活動電位で
10:10
are the same signals
私たちの脳のニューロンが
10:13
that the neurons of my brain, of our brain,
情報交換をするのに使用する信号と
10:15
use to exchange information.
同じものです
10:18
Now we know that a root apex
根端には数百もの このような機能を持つ
10:21
has just a few hundred cells
細胞があると
10:24
that show this kind of feature,
今では分かっていますが
10:26
but we know how big
ライ麦のように小さな植物でも
10:28
the root apparatus of a small plant, like a plant of rye.
大きな根端があることも分かっています
10:30
We have almost
140万本にも及ぶ
10:33
14 million roots.
根があり
10:35
We have 11 and a half million
115万の根端が
10:37
root apex
あります
10:40
and a total length of 600 or more kilometers
合計600キロ以上の長さとなり
10:42
and a very high surface area.
非常に大きい表面積となります
10:45
Now let's imagine
ここで一つ一つの根端が
10:47
that each single root apex
他の根端とともに
10:49
is working in network with all the others.
ネットワークを作っていると考えてください
10:51
Here were have on the left, the Internet
こちら左にあるのはインターネットで
10:54
and on the right, the root apparatus.
右にあるのは根の組織です
10:57
They work in the same way.
両方同じように機能しています
11:00
They are a network
これらは小さなコンピュータが
11:02
of small computing machines,
ネットワークを形成して
11:04
working in networks.
動いているようなものです
11:06
And why are they so similar?
でもなぜこのように似ているのか?
11:08
Because they evolved
それは両方が同じ
11:10
for the same reason:
理由で進化したからです
11:12
to survive predation.
捕食に耐えるためです
11:14
They work in the same way.
両方同じような働きをします
11:17
So you can remove 90 percent of the root apparatus
90%の根の組織を取り除いても
11:19
and the plants [continue] to work.
植物は生き残ることができ
11:22
You can remove 90 percent of the Internet
90%の接続が切れても
11:24
and it is [continuing] to work.
インターネットは存続できます
11:27
So, a suggestion
ですからネットワークの
11:30
for the people working with networks:
研究者たちに勧めたいのは
11:32
plants are able
ネットワークをいかに進化させるかについて
11:35
to give you good suggestions
植物は良いアイデアを
11:38
about how to evolve networks.
示唆できるということです
11:40
And another possibility
そして別の可能性として
11:43
is a technological possibility.
工学的可能性が挙げられます
11:46
Let's imagine
想像してみてください
11:49
that we can build robots
植物からアイデアを得た
11:51
and robots that are inspired by plants.
ロボットを作れるとします
11:53
Until now,
今までは
11:56
the man was inspired
人は人間や動物からのみ
11:58
just by man or the animals
ヒントを得て
12:01
in producing a robot.
ロボットを制作していました
12:03
We have the animaloid --
動物をもとにした普通のロボット
12:05
and the normal robots inspired by animals,
人造動物があり
12:08
insectoid, so on.
また人造昆虫などもあります
12:10
We have the androids
人間にヒントを得た
12:12
that are inspired by man.
人造人間もあります
12:14
But why have we not any plantoid?
ではどうして人造植物はないのか?
12:17
Well, if you want to fly,
飛びたい場合は
12:20
it's good that you look at birds --
鳥を参考にして
12:22
to be inspired by birds.
鳥からヒントを得るといいですね
12:24
But if you want to explore soils,
でも土壌の研究や
12:26
or if you want to colonize
新しい土地を
12:29
new territory,
開拓したい場合
12:32
to best thing that you can do is to be inspired by plants
一番いいのはそのようなことに長けている
12:34
that are masters in doing this.
植物からアイデアを得ることです
12:37
We have another possibility
別の可能性として
12:40
we are working [on] in our lab,
私の研究室で行っているのは
12:42
[which] is to build hybrids.
ハイブリッドを作ることです
12:44
It's much more easy to build hybrids.
ロボットより作るのがもっと簡単です
12:46
Hybrid means it's something
ハイブリッドというのは
12:49
that's half living and half machine.
半分生物で半分機械のものです
12:51
It's much more easy to work with plants
この場合植物を扱う方が
12:54
than with animals.
動物よりもずっと簡単です
12:56
They have computing power,
植物には計算能力があり
12:58
they have electrical signals.
電気信号もあります
13:00
The connection with the machine is much more easy,
機械との接続もずっと簡単で
13:02
much more even ethically possible.
倫理的にももっと叶っています
13:05
And these are three possibilities
藻類でできたもの
13:10
that we are working on
葉の先端で動くもの そして
13:12
to build hybrids,
植物の最も力のある部分である
13:15
driven by algae
根で動くもの
13:17
or by the leaves at the end,
この3つがハイブリッドを作るうえで
13:19
by the most, most powerful parts of the plants,
私たちが取り組んでいる
13:22
by the roots.
可能性です
13:24
Well, thank you for your attention.
ご清聴ありがとうございました
13:26
And before I finish,
最後に このプレゼンテーションの作成において
13:28
I would like to reassure that no snails were harmed
ナメクジに危害を与えていないことを
13:31
in making this presentation.
保証します
13:34
Thank you.
ありがとうございました
13:36
(Applause)
(拍手)
13:38
Translator:Sawa Horibe
Reviewer:Yuki Okada

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Stefano Mancuso - Plant neurobiologist
Stefano Mancuso is a founder of the study of plant neurobiology, which explores signaling and communication at all levels of biological organization, from genetics to molecules, cells and ecological communities.

Why you should listen

Does the Boston fern you're dutifully misting each morning appreciate your care? Or can the spreading oak in your local park take umbrage at the kids climbing its knotted branches? Not likely, says Italian researcher Stefano Mancuso, but that doesn't mean that these same living organisms aren't capable of incredibly sophisticated and dynamic forms of awareness and communication.

From his laboratory near Florence, Mancuso and his team explore how plants communicate, or "signal," with each other, using a complex internal analysis system to find nutrients, spread their species and even defend themselves against predators. Their research continues to transform our view of plants from simple organisms to complex ecological structures and communities that can gather, process and -- most incredibly -- share important information.

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Data provided by TED.

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