Plantas são inteligentes, diz pesquisador britânico

18/10/2002
Presciência, inteligência, determinação, boa memória. Todas qualidades admiráveis. Exatamente o que você esperaria encontrar em um amigo, colega, médico ou vaso de planta.

Espera aí... certamente vida inteligente não tem folhas! Basta mencionar as palavras "repolho" ou "vegetal" e genialidade não é a primeira coisa que vem à mente. E se alguém dizr que eu tenho a presciência de um gerânio, eu não acho que aceitaria como um elogio. Mas fale com Tony Trewavas, da Universidade de Edimburgo, e ele dirá que as plantas têm sido altamente subestimadas. As plantas têm o poder de computar, elas demonstram presciência e elas se lembram do que aconteceu com elas, diz ele. "Eu não estou brincando", ele insiste. "Estas capacidades demonstram uma nova forma de inteligência".


Trewavas acha que a única diferença real entre nós animais e nossos parentes verdes distantes é a mobilidade que dispomos. Nós estamos acostumados a julgar inteligência por ações, diz ele. É o que fazemos e dizemos que revela o que transcorre no interior de nossas mentes. Desta forma as plantas, que são silenciosas e estão enraizadas no lugar, naturalmente não parecem muito brilhantes. Mas elas se movem e reagem ao mundo ao seu redor, diz ele, e o fazem de formas inteligentes. As plantas podem assimilar informação, calcular resultados e responder usando uma série complexa de caminhos de sinalização molecular que são impressionantemente semelhantes à dos nossos próprios cérebros. "A capacidade computacional de uma planta é provavelmente tão boa quanto a de muitos animais", diz ele, provocativamente.

É verdade que as plantas podem fazer muitas das coisas para as quais nós usamos nossos cérebros. Para começar, elas têm sentidos. Elas podem detectar e reagir à luz, sons, substâncias químicas, vibrações e toque, sem mencionar água, gravidade e temperatura. Geralmente a resposta delas é mudar seu padrão de crescimento, mas de formas mais variadas e complexas do que você possa imaginar. Ao longo dos últimos anos, mais e mais botânicos e ecologistas têm empregado termos como buscar alimentos, competir e evasão de predadores quando falam sobre plantas. "Agora nós usamos a palavra 'comportamento' rotineiramente", diz Michael Hutchings, um ecologista de plantas da Universidade de Sussex. "As plantas estão longe de ser passivas. Como os animais, elas respondem às sugestões do ambiente".

A maioria dos cientistas vêem tais respostas como predeterminadas, como reflexos: o resultado elegante de milhões de anos de adaptação evolucionária. Mas Trewavas as considera flexíveis e adaptáveis. "Plasticidade é uma presciência", diz ele. As plantas ajustam seu crescimento e desenvolvimento para maximizar sua adaptação a um ambiente mutável. E, ele diz, isto se encaixa perfeitamente na definição de inteligência concebida por David Stenhouse, um filósofo e psicólogo da Nova Zelândia, que escreveu nos anos 1970 um livro sobre a evolução da inteligência.

Stenhouse falou de inteligência como "um comportamento variável adaptativo durante o tempo de vida de um indivíduo". Assim as respostas inteligentes não são apenas adaptações em uma escala de tempo evolucionária, e não são apenas predeterminadas e previsíveis. Segundo esta definição, Trewavas acredita que todas as plantas são capazes de comportamento inteligente. 

Para começar, ele alega que as plantas podem antecipar problemas futuros e tomar decisões sobre como evitá-los. Os botânicos sabem há muito tempo que os brotos em crescimento podem sentir a vegetação vizinha. Folhas verdes absorvem luz vermelha mas refletem o infravermelho, e as plantas podem detectar mudanças na proporção de luz vermelha e infravermelha que indicam vegetação próxima. Trewavas diz que as plantas prevêem as conseqüências de tal presença, mapeando onde provavelmente encontrarão concorrência e sombra no futuro, e então tomam medidas evasivas se necessário. A planta alterará toda sua forma, o número e tamanho de suas folhas e a estrutura de seu caule para ganhar a melhor posição possível no sol. Não exatamente o trabalho de um gênio, mas uma resposta adaptativa variável mesmo assim.

As plantas também podem adotar medidas dramáticas de evitação. O tronco da palmeira cresce sobre raízes de apoio que permanecem acima do solo. Quando vizinhos passam dos limites em relação à sua luz ou fornecimento de nutrientes, ela adota ações evasivas muito óbvias -a planta toda se desloca para ficar à plena luz do sol crescendo novas raízes de apoio na direção do lado ensolarado, enquanto aquelas que estão na sombra morrem. "Que isto é um comportamento intencional é muito claro", diz Trewavas. E certamente é adaptativo. Poderia este ser outro sinal de inteligência?

Sem causar surpresa, nem todos pensam assim. A maioria das respostas das plantas é parecida com nossas próprias ações por reflexo, instinto ou fobias, diz Andrew Goldsworthy, um cientista de plantas do Imperial College, Londres. Quando as plantas superam em crescimento suas vizinhas porque as "viram", ou quando alteram um padrão de crescimento para lidar com sinais conflitantes como vibração do vento, que normalmente impede o crescimento, e a luz infravermelha, que normalmente o estimula, elas podem parecer estarem tomando decisões inteligentes e sofisticadas. Mas é apenas uma resposta pré-programada, diz ele.

Trewavas discorda. Muitas plantas mostram uma flexibilidade comportamental que vai além do mero reflexo ou da programação, diz ele. As raízes podem acompanhar diferenças minerais ou de umidade no solo, mas elas nem sempre adotam a rota mais simples. Hutchings e seus colegas estudaram a estratégia para buscar alimentos de uma erva rasteira chamada hera-terrestre. Quando ela está em um bom solo, esta erva desenvolve mais ramos, brotos e folhas. Elas também formam blocos de raízes mais rapidamente para explorar plenamente a área. Mas quando elas estão em território mais pobre, elas se espalham para mais longe e mais rapidamente, quase como se estivessem fugindo, e seus rizomas geralmente são mais finos e produzem menos ramos.

Isto significa que novos brotos de desenvolvem mais distantes da planta mãe e buscam ativamente um novo terreno rico em recursos. E a quantidade de crescimento não se relaciona apenas à qualidade absoluta do terreno, mas de quão bom é em relação aos solos vizinhos. Não apenas isto, mas experiências mostraram que as plantas podem sentir a presença de raízes parentes concorrentes e partir para outras áreas -mesmo quando ainda há muito alimento presente.

Para Trewavas, um dos exemplos favoritos de flexibilidade e presciência é a impressionante estratégia de forrageamento de uma trepadeira parasita chamada cuscuta, que foi estudada no início dos anos 1990 por Colleen Kelly, atualmente na Universidade de Southampton. A cuscuta não realiza fotossíntese. Ao invés disso, ela se enrola em volta da planta hospedeira, a perfurando com brotos para extrair os nutrientes e a água. A inteligência da parasita, segundo Trewavas, vem de prever quanta energia o hospedeiro produzirá, e em decidir quanto esforço é necessário para explorá-lo.

Leva quatro dias após o contato para a cuscuta começar a coletar os nutrientes, mas muito antes disso a parasita de alguma forma já antecipou o quão frutífero será o hospedeiro, se desenvolvendo de acordo com a capacidade deste. Um crescimento maior levará a mais brotos e uma maior exploração, mas se o hospedeiro for pobre, brotos demais seriam um desperdício de energia. Kelly mostrou que as estratégias de forrageamento da cuscuta se encaixam em todos os modelos matemáticos concebidos para explicar a economia do forrageamento animal, que descrevem quando você deve comer e quando você deve seguir em frente, dependendo da qualidade da área e de quão comuns são as outras áreas. A cuscuta pode não ser o predador mais astuto existente, mas em seu comportamento de forrageamento, ela realiza a matemática tão bem quanto qualquer animal.

A prova chave de que as plantas são inteligentes, diz Trewavas, é o fato de demostrarem flexibilidades sutis em suas respostas -isto é, elas se adaptam de forma variável, e não apenas se adaptam. As plantas são todas individuais, e duas sementes não se desenvolvem da mesma forma, mesmo quando são geneticamente idênticas ou crescem sob condições aparentemente idênticas. Acrescente a isto suas respostas a mais de 15 sinais sensoriais diferentes -incluindo luz, substâncias químicas, água, gravidade, a sensação do solo, danos- que são combinados e comparados, de forma que cada resposta depende de uma mistura complexa de fatores. Claramente as plantas são muito flexíveis.

Da mesma forma que um sistema nervoso simples, estes sistemas de sinalização têm o potencial de computar e aprender. Como Darwin apontou há mais de cem anos, "em vários aspectos a luz parece agir sobre as plantas praticamente da mesma forma que age sobre os animais, por meio de um sistema nervoso". Mas foi necessária a moderna biologia molecular para mostrar o quão semelhante os sistemas de sinalização das plantas e os sistemas nervosos dos animais realmente são.

As plantas utilizam mudanças de voltagem nas membranas de suas células para enviar sinais elétricos de uma região para outra, ação semelhante à que ocorre em nossos nervos. Da mesma forma que nossas próprias mensagens de dor, estes sinais podem indicar que parte da planta foi ferida. E muitas das substâncias químicas usadas para transmitir mensagens dentro e entre as células das plantas são exatamente as empregadas para processar informação dentro e entre as células de nossos cérebros. Tanto as células animais quanto vegetais respondem às proteínas, ácidos nucleicos, íons e hormônios, glutamato, cálcio, nucleotídeos cíclicos e quinases protéicas -uma complexa linguagem de sinalização compartilhada por dois reinos diferentes de organismos.

As bases moleculares de aprendizado e memória também são semelhantes. Quando os animais aprendem a se afastar mais rapidamente de uma ameaça repetida, como uma fonte de alimento que os adoece, ou de uma cerca elétrica com a qual se encontram repetidamente, a velocidade e o tamanho do sinal elétrico aumentam em questão de minutos. Um sistema que usa íons de cálcio, substâncias químicas chamadas de segundo mensageiro e algumas poucas enzimas ampliam a resposta dos canais de íons que transmitem os sinais. Se a ameaça persistir, esta percepção acentuada se torna permanente com uma alteração da expressão do gene e uma elevação protéica que resultam na produção de mais canais ou mais conexões entre as células.

Quando uma planta sente a falta de água, exatamente as mesmas moléculas de sinalização orientam a criação de canais mais sensíveis para fechar os estomas e adotar outras medidas para ajudar a controlar a quantidade de água em suas células. A longo prazo, a expressão dos genes e taxa de síntese de proteína muda, as paredes das células engrossam e as folhas ficam menores. Eventualmente a planta desenvolverá mais raízes, e menos brotos e folhas. "A planta aprende por tentativa e erro quando ocorreram mudanças suficientes para que o estresse e os danos sejam minimizados", diz Trewavas. A planta também modifica sua estratégia em resposta a outros sinais do ambiente, como nutrientes, temperatura e umidade, e sua própria história: sua idade, doenças anteriores e assim por diante.

É aqui, na menor escala dos sistemas de sinalização, onde Trewavas vê o verdadeiro cérebro das plantas. Nas plantas, assim como nos animais, os íons de cálcio são os principais intermediários que transformam informação sensorial em uma linguagem interna comum onde os sinais diferentes podem ser combinados. Virtualmente cada sinal sensorial captado por uma planta produz um aumento dos níveis de cálcio, diz Trewavas. Ele também descobriu que o aumento de cálcio ocorre em momentos ligeiramente diferentes, dependendo do sinal sensorial, potencialmente ajudando a planta a distinguir as diferentes sensações. Talvez o sistema de cálcio seja onde as computações e decisões são tomadas e as memórias armazenadas, ele sugere.

Experiências mostraram que os íons de cálcio não se movem para muito longe por conta própria. Eles se espalham a uma pequena distância dos depósitos dentro das células, por meio de canais de cálcio na membrana à sua volta. Mas quando ligados a uma série de outras substâncias e enzimas, eles podem encorajar a abertura para canais vizinhos, eventualmente permitindo que os sinais sejam transmitidos por distâncias muito maiores. Isto soa como uma forma tortuosa de enviar um sinal -parecida como uma lenta "hola" mexicana- mas ter vários passos permite uma maior flexibilidade e complexidade.

Cada canal, sugere Trewavas, é como um nó em uma rede neural, Cada um é uma chave, mas uma chave cuja facilidade de abertura pode ser manipulada. Os sinais passam por caminhos particulares de chaves, que são conectados eficazmente devido ao seu desenho na membrana da célula. As chaves direcionam o fluxo de informação ao longo de caminhos particulares e podem ser programados para transmitir ou bloquear sinais que chegam ao mesmo tempo, assim como a lógica "E" e "OU" usadas nos circuitos de computador. Além disso, elas podem se tornar mais ou menos sensíveis dependendo dos sinais do passado -uma forma de aprendizado. As experiências de Trewavas mostraram que fontes diferentes de informação podem ser combinadas, priorizadas, avaliadas ou até mesmo ignoradas. Em uma escala maior, os movimentos do cálcio ao redor da rede podem se tornar coordenados em ondas ou oscilações. Todas são propriedades que você esperaria encontrar em uma rede neural. "O cálcio forma a base do sistema inteligente, controlando a plasticidade", sugere Trewavas.

Claramente o que as plantas fazem é surpreendentemente complexo e elegante, e ainda temos muito o que aprender. Mas será que os movimentos de íons de cálcio dentro das células das plantas realmente produzem inteligência? Rolf Pfeifer, um pesquisador de inteligência artificial da Universidade de Zurique e autor de "Understanding Intelligence" (compreendendo a inteligência), aponta que há muitas formas de definir inteligência. A versão de Trewavas é perfeitamente plausível, mas há muitas outras -a capacidade de conversar de uma forma humana, por exemplo. Em última instância, diz Pfeifer, não há sentido em tentar definir inteligência e decidir que comportamentos nós deveríamos considerar inteligentes e quais não. O que é interessante é pegar os comportamentos individuais e descobrir como funcionam.

Goldsworthy também se mantém cético quanto a sua definição. Ela parece razoável, ele concorda, mas por que parar nas plantas? Uma célula individual como uma ameba também toma decisões "inteligentes" em seu ambiente natural. As células em nossos próprios corpos também respondem "inteligentemente" a muitos fatores -elétricos, químicos, táteis e assim por diante- para crescerem e se diferenciarem de uma forma coordenada. "Se [inteligência] é vista apenas como uma forma de responder a estímulos complexos de forma a promover a sobrevivência, então ela está de fato amplamente dizminada", diz ele.

Mas quando Trewavas chama as plantas de inteligentes, ele não está apenas gerando manchetes e produzindo boas relações públicas para a botânica. Sua intenção é mostrar que as pessoas subestimaram uma grande quantidade de complexidade na forma como as plantas percebem e respondem ao mundo. Se o uso do termo "inteligência" gera controvérsia ou debate sobre o quanto as plantas são complexas, melhor para nossa compreensão final.

O fato de 99% da biomassa da Terra ser de plantas sugere que elas são extremamente boas em lidar com seu ambiente local, diz Trewavas. Ele acha impressionante "como a planta pode computar seu ambiente em uma base totalmente vegetal, sem a ajuda de um cérebro". Mesmo se este "domínio sem mente", como ele chama, não é inteligência, as plantas claramente estão fazendo algo certo. Talvez isto leve até mesmo a um repensar da complexidade e do cálculo que nossos corpos são capazes de fazer, mesmo sem a ajuda de nosso sistema nervoso central.

Acima de tudo, Trewavas está lançando um desafio aos cientistas de plantas. Ele diz que nós estamos apenas começando a expor a variedade maravilhosa das respostas das plantas. Mas nós apenas as encontraremos na natureza. Apenas quando há uma grande variedade no ambiente natural -não as condições estáticas e simplificadas de uma estufa- é que os verdadeiros comportamentos inteligentes se revelarão. "O último lugar onde você encontrará inteligência é no laboratório", diz Trewavas.