Stefano Mancuso: The roots of plant intelligence

Stefano Mancuso: Die Wurzeln der Pflanzenintelligenz

Übersetzung: Bianca Allgäuer Lektorat: Alex Boos

Sometimes I go browsing

Manchmal blättere ich

[through] a very old magazine.

ein sehr altes Magazin durch.

I found this observation test

Ich fand dabei dieses Suchbild

about the story of the ark.

mit der Arche Noah.

And the artist that drew this observation test

Und der Künstler, der dieses Suchbild zeichnete,

did some errors, had some mistakes --

baute einige Fehler ein.

there are more or less 12 mistakes.

Das Bild enthält mehr oder weniger zwölf Fehler.

Some of them are very easy.

Einige davon sind sehr einfach.

There is a funnel, an aerial part,

Auf der Arche sind ein Schornstein, eine Antenne,

a lamp and clockwork key on the ark.

eine Straßenlaterne und ein Aufziehschlüssel.

Some of them are about the animals, the number.

Manche der Fehler betreffen die Tiere, ihre Anzahl.

But there is a much more fundamental mistake

Aber es gibt einen viel fundamentaleren Fehler

in the overall story of the ark

in der Geschichte der Arche

that's not reported here.

der hier nicht gezeigt wird.

And this problem is: where are the plants?

Und dieses Problem ist folgendes: Wo sind die Pflanzen?

So now we have God

Wir haben hier Gott,

that is going to submerge Earth permanently

der die Erde dauerhaft überfluten will,

or at least for a very long period,

oder zumindest für eine sehr lange Zeit;

and no one is taking care of plants.

und niemand kümmert sich um die Pflanzen.

Noah needed to take two of every kind of bird,

Noah sollte zwei von jeder Vogelart mitnehmen,

of every kind of animal,

zwei von jeder Tierart,

of every kind of creature that moves,

von jedem Geschöpf, das sich bewegt,

but no mention about plants.

aber Pflanzen werden nirgendwo erwähnt.

Why?

Warum?

In another part of the same story,

An einer anderen Stelle derselben Geschichte

all the living creatures

sind alle Lebewesen

are just the living creatures

nur diejenigen Lebewesen

that came out from the ark,

die aus der Arche kamen,

so birds, livestock and wild animals.

also Vögel, Vieh und Wildtiere.

Plants are not living creatures --

Pflanzen sind keine Lebewesen.

this is the point.

Das ist der Punkt.

That is a point that is not

Das ist ein Punkt, der nicht

coming out from the Bible,

aus der Bibel kommt,

but it's something that

aber es ist etwas, das

really accompanied humanity.

die Menschheit immer begleitet hat.

Let's have a look at this nice code

Schauen wir uns dieses nette Bild an,

that is coming from a Renaissance book.

das aus einem Buch aus der Renaissance stammt.

Here we have the description

Hier sehen wir eine Beschreibung

of the order of nature.

der natürlichen Ordnung.

It's a nice description because it's starting from left --

Das ist eine hübsche Beschreibung, denn sie beginnt von links --

you have the stones --

wir haben die Steine --

immediately after the stones, the plants

direkt nach den Steinen die Pflanzen,

that are just able to live.

die gerade in der Lage sind zu leben.

We have the animals that are able to live and to sense,

Wir haben die Tiere, die leben und wahrnehmen können,

and on the top of the pyramid,

und an der Spitze der Pyramide

there is the man.

steht der Mensch.

This is not the common man.

Das ist nicht der gewöhnliche Mensch.

The "Homo studiosus" -- the studying man.

Der "Homo studiosus" -- der forschende Mensch.

This is quite comforting

Das ist sehr tröstlich

for people like me -- I'm a professor --

für Leute wie mich -- ich bin Professor --

this to be over there on the top of creation.

hier an der Spitze der Schöpfung zu stehen.

But it's something completely wrong.

Aber es ist völlig falsch.

You know very well about professors.

Sie wissen Bescheid, was Professoren angeht.

But it's also wrong about plants,

Aber auch in Bezug auf Pflanzen ist es falsch,

because plants are not just able to live;

weil Pflanzen nicht nur gerade so leben;

they are able to sense.

sie können wahrnehmen.

They are much more sophisticated

Ihre Wahrnehmung ist viel höher entwickelt

in sensing than animals.

als die der Tiere.

Just to give you an example,

Nur um Ihnen ein Beispiel zu geben:

every single root apex

Jede einzelne Wurzelspitze

is able to detect and to monitor

ist in der Lage, gleichzeitig

concurrently and continuously

und kontinuierlich mindestens 15

at least 15 different chemical

verschiedene chemische und physikalische Parameter

and physical parameters.

zu erkennen und zu überwachen.

And they also are able to show and to exhibit

Und sie sind auch in der Lage,

such a wonderful and complex behavior

ein so wunderbares und komplexes Verhalten zu zeigen,

that can be described just with the term of intelligence.

das nur mit dem Begriff Intelligenz beschrieben werden kann.

Well, but this is something --

Nun, aber das ist etwas --

this underestimation of plants is something

dieses Unterschätzen von Pflanzen ist etwas,

that is always with us.

das uns immer begleitet.

Let's have a look at this short movie now.

Sehen wir uns nun diesen kurzen Film an.

We have David Attenborough.

Wir haben hier David Attenborough.

Now David Attenborough is really a plant lover;

David Attenborough ist ein richtiger Pflanzenfreund.

he did some of the most beautiful movies

Er hat einige der schönsten Filme

about plant behavior.

über das Verhalten von Pflanzen gemacht.

Now, when he speaks about plants,

Nun, wenn er über Pflanzen spricht,

everything is correct.

ist alles korrekt.

When he speaks about animals,

Wenn er über Tiere spricht,

[he] tends to remove the fact

neigt er dazu auszuklammern,

that plants exist.

dass Pflanzen existieren.

The blue whale,

Der Blauwal,

the biggest creature that exists on the planet --

das größte Lebewesen auf unserem Planeten.

that is wrong, completely wrong.

Das ist falsch, völlig falsch.

The blue whale, it's a dwarf

Der Blauwal ist ein Zwerg

if compared with the real biggest creature

verglichen mit dem tatsächlichen größten Lebewesen

that exists on the planet --

das auf unserem Planeten existiert --

that is, this wonderful,

nämlich dieser wundervolle

magnificent Sequoiadendron giganteum.

prächtige Sequoiandendron giganteum.

(Applause)

(Applaus)

And this is a living organism

Und dies ist ein lebender Organismus,

that has a mass of at least 2,000 tons.

der eine Masse von mindestens 2000 Tonnen aufweist.

Now, the story

Nun, die Geschichte,

that plants are some low-level organisms

dass Pflanzen Organismen niedriger Stufe sind,

has been formalized

wurde vor langer Zeit

many times ago by Aristotle,

von Aristoteles formalisiert,

that in "De Anima" --

der in "De Anima" --

that is a very influential book for the Western civilization --

das ist ein sehr einflussreiches Buch für die westliche Zivilisation --

wrote that the plants are on the edge

schrieb, dass die Pflanzen sich an der Grenze

between living and not living.

von "lebend" und "nicht lebend" befinden.

They have just a kind of very low-level soul.

Sie haben nur eine Art sehr niedrig entwickelte Seele.

It's called the vegetative soul,

Diese wird vegetative Seele genannt,

because they lack movement,

denn sie bewegen sich nicht,

and so they don't need to sense.

somit brauchen sie keine Wahrnehmung.

Let's see.

Sehen wir uns das an.

Okay, some of the movements of the plants are very well-known.

Okay, einige der Bewegungen von Pflanzen sind sehr bekannt.

This is a very fast movement.

Dies ist eine sehr schnelle Bewegung.

This is a Dionaea, a Venus fly trap

Das ist eine Dionaea, eine Venus Fliegenfalle,

hunting snails --

die Schnecken jagt.

sorry for the snail.

Tut mir Leid wegen der Schnecke.

This has been something that has been refused for centuries,

Das ist etwas, das seit Jahrhunderten abgelehnt wurde,

despite the evidence.

trotz der Beweise.

No one can say that the plants were able to eat an animal,

Niemand konnte sagen, dass Pflanzen ein Tier fressen können,

because it was against the order of nature.

weil es gegen die Ordnung der Natur war.

But plants are also able

Aber Pflanzen können auch

to show a lot of movement.

eine Menge Bewegung zeigen.

Some of them are very well known, like the flowering.

Manches davon ist sehr bekannt, etwa das Blühen.

It's just a question to use some techniques

Das ist nur eine Frage von Techniken

like the time lapse.

wie dem Zeitraffer.

Some of them are much more sophisticated.

Manche der Bewegungen sind viel komplizierter.

Look at this young bean

Sehen Sie sich diese junge Bohne an,

that is moving to catch the light every time.

die sich bewegt, um das Licht immer einzufangen.

And it's really so graceful;

Und sie ist so anmutig.

it's like a dancing angel.

Sie ist wie ein tanzender Engel.

They are also able to play --

Sie können auch spielen.

they are really playing.

Sie spielen wirklich.

These are young sunflowers,

Das sind junge Sonnenblumen,

and what they are doing

und was sie da tun,

cannot be described

kann nicht anders beschrieben werden

with any other terms than playing.

als mit Spielen.

They are training themselves,

Sie bereiten sich,

as many young animals do,

wie es viele junge Tiere tun,

to the adult life

auf das Erwachsenenleben vor,

where they will be called to track the sun

wenn sie den ganzen Tag

all the day.

die Sonne verfolgen müssen.

They are able to respond to gravity, of course,

Sie können natürlich auch auf die Schwerkraft reagieren,

so the shoots are growing

so dass die Schößlinge

against the vector of gravity

gegen den Schwerkraftvektor wachsen

and the roots toward the vector of gravity.

und die Wurzeln auf ihn zu.

But they are also able to sleep.

Aber sie können auch schlafen.

This is one, Mimosa pudica.

Dies ist eine Mimosa pudica.

So during the night,

Während der Nacht

they curl the leaves

rollen sie ihre Blätter ein

and reduce the movement,

und reduzieren die Bewegung,

and during the day, you have the opening of the leaves --

und während des Tages werden die Blätter geöffnet --

there is much more movement.

dann gibt es viel mehr Bewegung.

This is interesting

Das ist interessant,

because this sleeping machinery,

denn dieser Schlafmechanismus

it's perfectly conserved.

ist perfekt erhalten.

It's the same in plants, in insects

Es ist derselbe bei Pflanzen, bei Insekten

and in animals.

und bei Tieren.

And so if you need to study this sleeping problem,

Wenn man also ein Schlafproblem untersuchen muss,

it's easy to study on plants, for example,

ist es zum Beispiel einfacher, Pflanzen zu untersuchen,

than in animals

als Tiere,

and it's much more easy even ethically.

und es ist sogar ethisch viel einfacher.

It's a kind of vegetarian

Das ist eine Art vegetarisches

experimentation.

Experimentieren.

Plants are even able to communicate --

Pflanzen können sogar kommunizieren.

they are extraordinary communicators.

Sie sind darin außergewöhnlich.

They communicate with other plants.

Sie kommunizieren mit anderen Pflanzen.

They are able to distinguish kin and non-kin.

Sie können Verwandtschaft feststellen.

They communicate

Sie kommunizieren

with plants of other species

mit Pflanzen und anderen Spezies,

and they communicate with animals

und sie kommunizieren mit Tieren,

by producing chemical volatiles,

indem sie flüchtige Chemikalien produzieren,

for example, during the pollination.

etwa während der Bestäubung.

Now with the pollination, it's a very serious issue for plants,

Nun, die Bestäubung ist ein sehr ernstes Thema für Pflanzen,

because they move the pollen from one flower to the other,

denn sie bewegen den Pollen von einer Blume zur anderen,

yet they cannot move from one flower to the other.

aber sie können sich selbst nicht von einer Blume zur anderen bewegen.

So they need a vector --

Also brauchen sie einen Überträger,

and this vector,

und dieser Überträger

it's normally an animal.

ist für gewöhnlich ein Tier.

Many insects

Viele Insekten

have been used by plants as vectors

werden von Pflanzen als Überträger

for the transport of the pollination,

von Pollen genutzt,

but not just insects; even birds, reptiles,

aber nicht nur Insekten; sogar Vögel, Reptilien,

and mammals like bats rats

und Säugetiere wie Fledermäuse, Ratten

are normally used for the transportation of the pollen.

werden normalerweise für den Transport von Pollen eingesetzt.

This is a serious business.

Das ist eine ernste Angelegenheit.

We have the plants that are giving to the animals

Wir haben die Pflanzen, die den Tieren

a kind of sweet substance --

eine Art süße Substanz geben --

very energizing --

sehr nahrhaft --

having in change this transportation of the pollen.

und dafür wird ihr Pollen transportiert.

But some plants are manipulating animals,

Aber manche Pflanzen manipulieren Tiere,

like in the case of orchids

wie etwa die Orchideen,

that promise sex and nectar

die Sex und Nektar versprechen

and give in change nothing

und dann im Wechsel gar nichts

for the transportation of the pollen.

für den Transport des Pollen geben.

Now, there is a big problem

Nun, es gibt ein großes Problem

behind all this behavior that we have seen.

hinter all diesem Verhalten, das wir gesehen haben.

How is it possible to do this without a brain?

Wie ist es möglich, das alles ohne Gehirn zu tun?

We need to wait until 1880,

Wir müssen bis 1880 warten,

when this big man,

als dieser große Mann,

Charles Darwin,

Charles Darwin,

publishes a wonderful, astonishing book

ein wunderbares, beeindruckendes Buch veröffentlicht

that starts a revolution.

das eine Revolution auslöst.

The title is "The Power of Movement in Plants."

Der Titel lautet "Das Bewegungsvermögen der Pflanzen".

No one was allowed to speak about movement in plants

Keiner durfte über Pflanzenbewegungen sprechen,

before Charles Darwin.

bevor Charles Darwin kam.

In his book,

In seinem Buch,

assisted by his son, Francis --

bei dem ihm sein Sohn Francis half --

who was the first professor of plant physiology in the world, in Cambridge --

welcher in Cambridge der erste Professor für Pflanzenphysiologie der Welt wurde --

they took into consideration every single movement

betrachteten sie jede einzelne Bewegung

for 500 pages.

auf 500 Seiten.

And in the last paragraph of the book,

Und im letzten Absatz dieses Buches,

it's a kind of stylistic mark,

das ist eine Art stilistisches Kennzeichen,

because normally Charles Darwin stored,

denn normalerweise hob Charles Darwin

in the last paragraph of a book,

für den letzten Absatz eines Buches

the most important message.

die wichtigste Botschaft auf.

He wrote that,

Er schrieb:

"It's hardly an exaggeration

"Es ist kaum eine Übertreibung

to say that the tip of the radical

zu sagen, dass die Spitze eines Wurzelkeims

acts like the brain

sich so verhält wie das Gehirn

of one of the lower animals."

einer der niederen Tierarten."

This is not a metaphor.

Das ist keine Metapher.

He wrote some very interesting letters to one of his friends

Er schrieb einige sehr interessante Briefe an einen seiner Freunde,

who was J.D. Hooker, or at that time, president of the Royal Society,

J.D. Hooker, damals der Präsident der Royal Society,

so the maximum scientific authority in Britain

also die größte wissenschaftliche Autorität in Großbritannien,

speaking about the brain in the plants.

in denen er von einem Pflanzengehirn sprach.

Now, this is a root apex

Nun, dies ist eine Wurzelspitze,

growing against a slope.

die gegen eine Steigung wächst.

So you can recognize this kind of movement,

Sie werden diese Bewegung wiedererkennen,

the same movement that worms, snakes

genau dieselbe Bewegung, die Würmer, Schlangen

and every animal

und jedes Tier

that are moving on the ground without legs

das sich am Boden ohne Beine fortbewegt,

is able to display.

zeigen kann.

And it's not an easy movement

Und das ist keine einfache Bewegung,

because, to have this kind of movement,

denn um diese Bewegung durchzuführen,

you need to move different regions of the root

müssen unterschiedliche Bereiche der Wurzel bewegt werden,

and to synchronize these different regions

und diese Bereiche müssen abgeglichen werden,

without having a brain.

und zwar ohne ein Gehirn.

So we studied the root apex

Also haben wir die Wurzelspitze untersucht,

and we found that there is a specific region

und wir haben herausgefunden, dass es einen bestimmten Bereich gibt,

that is here, depicted in blue --

es ist dieser hier, in blau dargestellt --

that is called the "transition zone."

nennen wir ihn Übergangszone.

And this region, it's a very small region --

Und dieser Bereich ist sehr klein.

it's less than one millimeter.

Er misst weniger als einen Millimeter.

And in this small region

Und in diesem kleinen Bereich

you have the highest consumption

haben wir den höchsten Verbrauch

of oxygen in the plants

von Sauerstoff in der Pflanze,

and more important,

und noch wichtiger,

you have these kinds of signals here.

wir haben hier diese Signale.

The signals that you are seeing here are action potential,

Die Signale, die Sie hier sehen, sind Aktionspotenzial,

are the same signals

die gleichen Signale,

that the neurons of my brain, of our brain,

welche die Neuronen in meinem Gehirn, in unseren Gehirnen

use to exchange information.

nutzen, um Informationen auszutauschen.

Now we know that a root apex

Nun wissen wir, dass eine Wurzelspitze

has just a few hundred cells

nur aus einigen hundert Zellen besteht,

that show this kind of feature,

die dieses Merkmal aufweisen,

but we know how big

aber wir wissen, wie groß

the root apparatus of a small plant, like a plant of rye.

die Wurzelspitze einer kleinen Pflanze ist, wie etwa Roggen.

We have almost

Wir haben fast

14 million roots.

14 Millionen Wurzeln.

We have 11 and a half million

Wir haben 11 ½ Millionen

root apex

Wurzelspitzen

and a total length of 600 or more kilometers

und eine komplette Länge von 600 oder mehr Kilometern

and a very high surface area.

und eine sehr große Oberfläche.

Now let's imagine

Stellen wir uns vor,

that each single root apex

dass jede einzelne Wurzelspitze

is working in network with all the others.

in Verbindung mit allen anderen steht.

Here were have on the left, the Internet

Hier haben wir, links, das Internet,

and on the right, the root apparatus.

und rechts den Wurzelapparat.

They work in the same way.

Sie funktionieren auf die gleiche Weise.

They are a network

Beide sind ein Netzwerk

of small computing machines,

aus kleinen rechnenden Maschinen,

working in networks.

die in Netzwerken arbeiten.

And why are they so similar?

Und warum sind sie sich so ähnlich?

Because they evolved

Weil sie

for the same reason:

aus dem gleichen Grund entstanden:

to survive predation.

um Angriffe zu überstehen.

They work in the same way.

Sie funktionieren auf die gleiche Weise.

So you can remove 90 percent of the root apparatus

Man kann 90 Prozent des Wurzelapparats entfernen

and the plants [continue] to work.

und die Pflanzen funktionieren weiterhin.

You can remove 90 percent of the Internet

Man kann 90 Prozent des Internets entfernen

and it is [continuing] to work.

und es wird weiterhin funktionieren.

So, a suggestion

Also, ein Vorschlag

for the people working with networks:

für die Leute, die mit Netzwerken arbeiten:

plants are able

Pflanzen können Ihnen

to give you good suggestions

gute Anregungen geben,

about how to evolve networks.

wie Netzwerke entwickelt werden können.

And another possibility

Eine andere Möglichkeit

is a technological possibility.

ist eine technologische.

Let's imagine

Stellen wir uns vor,

that we can build robots

dass wir Roboter bauen können,

and robots that are inspired by plants.

die von Pflanzen inspiriert sind.

Until now,

Bisher

the man was inspired

ließ sich der Mensch

just by man or the animals

nur vom Menschen oder den Tieren inspirieren,

in producing a robot.

wenn er einen Roboter herstellte.

We have the animaloid --

Wir haben den Animaloiden --

and the normal robots inspired by animals,

den normalen Roboter, der von Tieren inspiriert wurde,

insectoid, so on.

den Insektoiden und so weiter.

We have the androids

Wir haben die Androiden,

that are inspired by man.

die vom Menschen inspiriert wurden.

But why have we not any plantoid?

Aber warum haben wir keinen Plantoiden?

Well, if you want to fly,

Nun, wenn man fliegen möchte,

it's good that you look at birds --

ist es gut, sich Vögel anzuschauen,

to be inspired by birds.

sich von Vögeln inspirieren zu lassen.

But if you want to explore soils,

Aber wenn man das Erdreich erkunden möchte

or if you want to colonize

oder wenn man neue Territorien

new territory,

kolonisieren möchte,

to best thing that you can do is to be inspired by plants

ist es das Beste, was man tun kann, sich von Pflanzen inspirieren zu lassen,

that are masters in doing this.

die Meister darin sind.

We have another possibility

Wir haben eine andere Möglichkeit,

we are working [on] in our lab,

an der wir in unserem Labor arbeiten,

[which] is to build hybrids.

nämlich Hybriden zu bauen.

It's much more easy to build hybrids.

Es ist viel einfacher, Hybriden zu bauen.

Hybrid means it's something

Ein Hybride ist etwas,

that's half living and half machine.

das halb Lebewesen und halb Maschine ist.

It's much more easy to work with plants

Es ist viel einfacher, mit Pflanzen zu arbeiten

than with animals.

als mit Tieren.

They have computing power,

Sie haben Rechenfähigkeiten.

they have electrical signals.

Sie haben elektrische Signale.

The connection with the machine is much more easy,

Die Verknüpfung mit der Maschine ist viel einfacher,

much more even ethically possible.

sogar ethisch viel eher möglich.

And these are three possibilities

Das sind drei Möglichkeiten,

that we are working on

an denen wir arbeiten:

to build hybrids,

Hybriden zu bauen,

driven by algae

von Algen angetrieben,

or by the leaves at the end,

oder von den Blättern und schließlich

by the most, most powerful parts of the plants,

von den leistungsstärksten Teilen der Pflanzen,

by the roots.

den Wurzeln.

Well, thank you for your attention.

Nun, vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

And before I finish,

Und bevor ich ende,

I would like to reassure that no snails were harmed

möchte ich Ihnen versichern, dass in der Anfertigung dieser Präsentation

in making this presentation.

keine Schnecken verletzt wurden.

Thank you.

Danke.

(Applause)

(Applaus)