Sometimes I go browsing [through] a very old magazine. I found this observation test about the story of the ark. And the artist that drew this observation test did some errors, had some mistakes -- there are more or less 12 mistakes. Some of them are very easy. There is a funnel, an aerial part, a lamp and clockwork key on the ark. Some of them are about the animals, the number. But there is a much more fundamental mistake in the overall story of the ark that's not reported here. And this problem is: where are the plants? So now we have God that is going to submerge Earth permanently or at least for a very long period, and no one is taking care of plants. Noah needed to take two of every kind of bird, of every kind of animal, of every kind of creature that moves, but no mention about plants. Why? In another part of the same story, all the living creatures are just the living creatures that came out from the ark, so birds, livestock and wild animals. Plants are not living creatures -- this is the point. That is a point that is not coming out from the Bible, but it's something that really accompanied humanity.
As vezes folheio revistas muito antigas. Encontrei este teste de observação sobre a estória da arca. E o artista que desenhou isso cometeu erros, tem alguns enganos. Algo em torno de 12 erros. Alguns são muito simples. Há uma chaminé, uma parte aérea, uma lâmpada e um mecanismo de corda na arca. Alguns erros são sobre os animais, o número. Mas há um erro muito mais fundamental na estória toda da arca que não aparece aqui. E o problema é: onde estão as plantas? Então agora temos Deus que irá submergir a Terra permanentemente, ou pelo menos por um período bem longo, e ninguém está cuidando das plantas. Noé tinha que levar dois de cada tipo de pássaro de cada tipo de animal, de cada tipo de criatura que se move, mas não há qualquer menção sobre plantas. Porquê? Em outra parte da mesma estória, todas as criaturas vivas são apenas aquelas que saíram da arca, então pássaros, gado e animais selvagens. Plantas não são criaturas vivas. Este é o ponto. Este é um argumento que não saiu da Bíblia, mas é algo que sempre acompanhou a humanidade.
Let's have a look at this nice code that is coming from a Renaissance book. Here we have the description of the order of nature. It's a nice description because it's starting from left -- you have the stones -- immediately after the stones, the plants that are just able to live. We have the animals that are able to live and to sense, and on the top of the pyramid, there is the man. This is not the common man. The "Homo studiosus" -- the studying man. This is quite comforting for people like me -- I'm a professor -- this to be over there on the top of creation. But it's something completely wrong. You know very well about professors. But it's also wrong about plants, because plants are not just able to live; they are able to sense. They are much more sophisticated in sensing than animals. Just to give you an example, every single root apex is able to detect and to monitor concurrently and continuously at least 15 different chemical and physical parameters. And they also are able to show and to exhibit such a wonderful and complex behavior that can be described just with the term of intelligence. Well, but this is something -- this underestimation of plants is something that is always with us.
Vamos ver este belo código presente em um livro da Renascença. Aqui temos a descrição da ordem da natureza. É bacana por que começa da esquerda -- temos as pedras -- imediatamente depois as pedras, as plantas que são apenas capazes de viver. Depois os animais, que vivem mas também sentem, e, no topo da pirâmide, temos o homem. Este não é o homem comum. É o "homo estudiosus" - o homem estudioso. Isto é bem reconfortante para pessoas como eu -- Sou um professor -- isto deveria estar encerrado ali, no topo da criação. Mas é algo completamente errado. Vocês conhecem muito bem sobre professores. Mas também está errado sobre plantas, por que as plantas não são capazes apenas de viver; elas são capazes de sentir. São muito mais sofisticadas em perceber que os animais. Apenas para dar um exemplo, todo ápice de raiz é capaz de detectar e monitorar simultânea e continuamente pelo menos 15 parâmetros químicos e físicos. E também são capazes de realizar comportamentos maravilhosos e complexos que podem ser descritos apenas com o termo inteligência. Bem, mas isto é algo -- esta subestimação das plantas é algo que sempre esteve conosco.
Let's have a look at this short movie now. We have David Attenborough. Now David Attenborough is really a plant lover; he did some of the most beautiful movies about plant behavior. Now, when he speaks about plants, everything is correct. When he speaks about animals, [he] tends to remove the fact that plants exist. The blue whale, the biggest creature that exists on the planet -- that is wrong, completely wrong. The blue whale, it's a dwarf if compared with the real biggest creature that exists on the planet -- that is, this wonderful, magnificent Sequoiadendron giganteum. (Applause) And this is a living organism that has a mass of at least 2,000 tons. Now, the story that plants are some low-level organisms has been formalized many times ago by Aristotle, that in "De Anima" -- that is a very influential book for the Western civilization -- wrote that the plants are on the edge between living and not living. They have just a kind of very low-level soul. It's called the vegetative soul, because they lack movement, and so they don't need to sense. Let's see.
Vamos ver este pequeno filme agora. Com David Attenborough. Ele é realmente um amante das plantas. Fez alguns dos mais belos filmes sobre comportamento das plantas. Quando ele fala sobre plantas, tudo está em correto. Quando fala de animais, ele tende a esquecer o fato de que plantas existem. "A baleia azul, a maior criatura que existe no planeta." Isto está errado, totalmente errado. A baleia azul é um anão se comparado com a maior criatura de verdade que existe no planeta -- que é, essa maravilhosa, magnífica Sequoiadendron giganteum (Sequóia gigante). (Aplausos) E isto é um organismo vivo que pesa pelo menos 2.000 toneladas. Agora, a estória de que plantas são organismos pouco desenvolvidos foi formalizada muito tempo atrás por Aristóteles, que em "De Anima" -- um livro muito influente pra civilização ocidental -- escreveu que as plantas estão no limiar entre o vivo e o não vivo. São apenas um tipo bem baixo de alma. Se chama alma vegetativa, porque não se movem, e então não precisam sentir. Vejamos.
Okay, some of the movements of the plants are very well-known. This is a very fast movement. This is a Dionaea, a Venus fly trap hunting snails -- sorry for the snail. This has been something that has been refused for centuries, despite the evidence. No one can say that the plants were able to eat an animal, because it was against the order of nature. But plants are also able to show a lot of movement. Some of them are very well known, like the flowering. It's just a question to use some techniques like the time lapse. Some of them are much more sophisticated. Look at this young bean that is moving to catch the light every time. And it's really so graceful; it's like a dancing angel. They are also able to play -- they are really playing. These are young sunflowers, and what they are doing cannot be described with any other terms than playing. They are training themselves, as many young animals do, to the adult life where they will be called to track the sun all the day. They are able to respond to gravity, of course, so the shoots are growing against the vector of gravity and the roots toward the vector of gravity. But they are also able to sleep. This is one, Mimosa pudica. So during the night, they curl the leaves and reduce the movement, and during the day, you have the opening of the leaves -- there is much more movement. This is interesting because this sleeping machinery, it's perfectly conserved. It's the same in plants, in insects and in animals. And so if you need to study this sleeping problem, it's easy to study on plants, for example, than in animals and it's much more easy even ethically. It's a kind of vegetarian experimentation.
Ok, alguns movimentos das plantas são bem conhecidos. Este é um movimento rápido. Esta é Dionaea, uma Venus pega-mosca caçando lesmas. Pobre lesma. Isto foi negado por séculos, apesar da evidência. Ninguém podia dizer que uma planta poderia comer um animal, porque seria contra a ordem da natureza. Mas plantas também são capazes de realizar muitos movimentos. Alguns são bem conhecidos, como o florescimento. É apenas uma questão de usar algumas técnicas como acelerar vídeos. Alguns são muito mais sofisticados. Veja este jovem feijão que se move para captar luz o tempo todo. E é tão gracioso. É como um anjo dançarino. Elas também são capazes de brincar. Estão realmente brincando. Estes são pequenos girassóis, e o que estão fazendo não pode ser descrito com nenhum outro termo além de brincadeira. Eles estão realmente se treinando, como muitos pequenos animais fazem, para a vida adulta, quando serão capazes de rastrear o sol o dia todo. Elas são capazes de responder à gravidade, claro, então os brotos estão crescendo contra o vetor de gravidade e as raízes crescem a favor do vetor de gravidade. Mas elas também são capazes de dormir. Esta é uma Mimosa pudica (Dormideira). Então durante a noite, elas dobram e fecham as folhas e reduzem o movimento, e durante o dia abrem as folhas -- há muito mais movimento. Isto é interessante porque, esta maquinaria do sono, é perfeitamente conservada. É a mesma nas plantas, em insetos e em animais. E então se você precisa estudar este problema do sono, é mais fácil estudar em plantas, por exemplo, do que em animais, e é mais condizente com a ética. É um tipo de experimento vegetariano.
Plants are even able to communicate -- they are extraordinary communicators. They communicate with other plants. They are able to distinguish kin and non-kin. They communicate with plants of other species and they communicate with animals by producing chemical volatiles, for example, during the pollination. Now with the pollination, it's a very serious issue for plants, because they move the pollen from one flower to the other, yet they cannot move from one flower to the other. So they need a vector -- and this vector, it's normally an animal. Many insects have been used by plants as vectors for the transport of the pollination, but not just insects; even birds, reptiles, and mammals like bats rats are normally used for the transportation of the pollen. This is a serious business. We have the plants that are giving to the animals a kind of sweet substance -- very energizing -- having in change this transportation of the pollen. But some plants are manipulating animals, like in the case of orchids that promise sex and nectar and give in change nothing for the transportation of the pollen.
Plantas também são capazes de se comunicar. São comunicadoras extraordinárias. Se comunicam com outras plantas. Podem distinguir as que são semelhantes ou não. Elas se comunicam com plantas e outras espécies, e também com animais produzindo voláteis químicas, por exemplo, durante a polinização. Polinização é um assunto muito sério para as plantas, porque move o pólen de uma flor para outra, entretanto, elas não podem mover este pólem entre suas flores. Então precisam de um vetor, e este vetor, normalmente é um animal. Muitos insetos foram usados pelas plantas como vetores para o transporte de pólen, mas não apenas insetos; até pássaros, répteis, e mamíferos como ratos e morcegos são normalmente usados para transportar pólen. É um negócio sério. As plantas fornecem aos animais um tipo de substância doce -- muito energética -- ganhando em troca o transporte de pólen. Mas algumas plantas estão manipulando animais, como no caso das orquídeas que prometem sexo e néctar e não dão nada em troca pelo transporte de pólen.
Now, there is a big problem behind all this behavior that we have seen. How is it possible to do this without a brain? We need to wait until 1880, when this big man, Charles Darwin, publishes a wonderful, astonishing book that starts a revolution. The title is "The Power of Movement in Plants." No one was allowed to speak about movement in plants before Charles Darwin. In his book, assisted by his son, Francis -- who was the first professor of plant physiology in the world, in Cambridge -- they took into consideration every single movement for 500 pages. And in the last paragraph of the book, it's a kind of stylistic mark, because normally Charles Darwin stored, in the last paragraph of a book, the most important message. He wrote that, "It's hardly an exaggeration to say that the tip of the radical acts like the brain of one of the lower animals." This is not a metaphor. He wrote some very interesting letters to one of his friends who was J.D. Hooker, or at that time, president of the Royal Society, so the maximum scientific authority in Britain speaking about the brain in the plants.
Mas há um grande problema por trás de todo este comportamento que vimos. Como é possível fazer isso sem cérebro? Tivemos de esperar até 1880, quando este grande homem, Charles Darwin, publicou este maravilhoso, incrível livro que começou uma revolução. O título é "O Poder do Movimento em Plantas". Ninguém podia falar de movimento em plantas antes de Charles Darwin. Neste livro, em colaboração com seu filho, Francis -- que foi o primeiro professor de fisiologia de plantas no mundo, em Cambridge -- eles levaram em consideração cada movimento por 500 páginas. E no último parágrafo do livro, como uma marca estilística, porque normalmente Darwin reservava, no último parágrafo de um livro, a mensagem mais importante. Ele escreveu que, "Não é exagero dizer que a ponta da radícula atua como um cérebro de um dos animais mais primitivos." Isso não é uma metáfora. Ele escreveu cartas muito interessantes a um amigo que era presidente da Royal Society na época, portanto autoridade científica máxima na Inglaterra falando sobre o cérebro de plantas.
Now, this is a root apex growing against a slope. So you can recognize this kind of movement, the same movement that worms, snakes and every animal that are moving on the ground without legs is able to display. And it's not an easy movement because, to have this kind of movement, you need to move different regions of the root and to synchronize these different regions without having a brain. So we studied the root apex and we found that there is a specific region that is here, depicted in blue -- that is called the "transition zone." And this region, it's a very small region -- it's less than one millimeter. And in this small region you have the highest consumption of oxygen in the plants and more important, you have these kinds of signals here. The signals that you are seeing here are action potential, are the same signals that the neurons of my brain, of our brain, use to exchange information. Now we know that a root apex has just a few hundred cells that show this kind of feature, but we know how big the root apparatus of a small plant, like a plant of rye. We have almost 14 million roots. We have 11 and a half million root apex and a total length of 600 or more kilometers and a very high surface area.
Então, esta é a ponta de uma radícula crescendo em uma rampa. Voce pode reconhecer este tipo de movimento, o mesmo movimento que minhocas, cobras e qualquer animal que se mova pelo chão sem pernas é capaz de realizar. E não é um movimento simples, porque para realizá-lo, você precisa mover diferentes partes e regiões da raiz e sincronizá-las sem ter um cérebro. Então nós estudamos a ponta da radícula, e encontramos esta região específica que está aqui, representada em azul -- vamos chamá-la de zona de transição. E esta região, é bem pequena. Menor que um milímetro. Nessa pequena região acontece a maior taxa de consumo de oxigênio nas plantas, e mais importante, você tem este tipo de sinal aqui. Os sinais que vocês estão vendo são potenciais de ação, os mesmos sinais que os neurônios do meu cérebro, do nosso cérebro, usam para trocar informações. Agora sabemos que ápice da radícula contém apenas algumas centenas de células que possuem este tipo de característica, mas sabemos quão grande é a quantidade de radículas numa planta, como um centeio por exemplo. Temos praticamente 14 milhões de radículas. Temos 11,5 milhões de ápices de radículas e um comprimento total de 600 Km ou mais e uma área de superfície enorme.
Now let's imagine that each single root apex is working in network with all the others. Here were have on the left, the Internet and on the right, the root apparatus. They work in the same way. They are a network of small computing machines, working in networks. And why are they so similar? Because they evolved for the same reason: to survive predation. They work in the same way. So you can remove 90 percent of the root apparatus and the plants [continue] to work. You can remove 90 percent of the Internet and it is [continuing] to work. So, a suggestion for the people working with networks: plants are able to give you good suggestions about how to evolve networks.
Agora vamos imaginar que cada ápice de radícula esteja trabalhando em rede com os demais. Temos, a esquerda, a internet e a direita, o aparato da raiz. Trabalham da mesma maneira. São uma rede de pequenas máquinas computacionais, trabalhando em rede. E porque são tão similares? Porque evoluíram pela mesma razão: sobreviver a predação. Trabalham do mesmo modo. Então você pode remover 90% das raízes e as plantas ainda continuam a trabalhar. Você pode remover 90% da internet e ela continua a trabalhar. Então, uma sugestão para as pessoas trabalhando com redes: plantas são capazes de dar boas sugestões sobre como evoluir redes.
And another possibility is a technological possibility. Let's imagine that we can build robots and robots that are inspired by plants. Until now, the man was inspired just by man or the animals in producing a robot. We have the animaloid -- and the normal robots inspired by animals, insectoid, so on. We have the androids that are inspired by man. But why have we not any plantoid? Well, if you want to fly, it's good that you look at birds -- to be inspired by birds. But if you want to explore soils, or if you want to colonize new territory, to best thing that you can do is to be inspired by plants that are masters in doing this. We have another possibility we are working [on] in our lab, [which] is to build hybrids. It's much more easy to build hybrids. Hybrid means it's something that's half living and half machine. It's much more easy to work with plants than with animals. They have computing power, they have electrical signals. The connection with the machine is much more easy, much more even ethically possible. And these are three possibilities that we are working on to build hybrids, driven by algae or by the leaves at the end, by the most, most powerful parts of the plants, by the roots.
E outra possibilidade é tecnológica. Imaginem que podemos construir robôs inspirados por plantas. Até agora, o homem foi inspirado apenas por ele mesmo e outros animais para fazer robôs. Nós temos o animalóide -- os robôs típicos inspirado em animais, insetóides etc. Temos os andróides que são inspirados no homem. Por que não ter um plantóide? Se você quer voar, é bom olhar para os pássaros, se inspirar em pássaros. Mas se você quer explorar solos, ou se quer colonizar novos territórios, a melhor coisa que pode fazer é se inspirar em plantas que são mestras em fazer isso. Temos ainda outra possibilidade que estamos trabalhando em nosso laboratório, que é construir híbridos. é muito mais fácil construir híbridos. Híbridos significa algo metade vivo metade máquina. É muito mais fácil trabalhar com plantas do que com animais. Elas tem capacidade computacional. Tem sinais elétricos. A conexão com a máquina é muito mais simples, e mais éticamente possível. E estas são três possibilidades que estamos trabalhando atualmente para construir híbridos, movidos por algas ou pelas folhas, ou pela parte mais poderosa das plantas, as raízes.
Well, thank you for your attention. And before I finish, I would like to reassure that no snails were harmed in making this presentation. Thank you.
Bem, obrigado pela atenção. E antes de terminar, Eu gostaria de assegurar que nenhuma lesma foi machucada pra fazer esta apresentação. Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)