أنا أقف أمامكم كعالمة أحياء تطورية، أستاذة في البيولوجيا التطورية، يبدو وكأنه عنوان أنيق، إذا جاز لي قول ذلك. سأتكلم عن موضوعين ليسا من الطبيعي الكلام عنهما معاً. هما: اقتصادات السوق والفطر. أو فان-جاي، أو، كما نطلق عليه في أوربا الآن، فان-جي. لا زال لا يوجد إجماع حول كيفية نطق الكلمة.
So I stand before you as an evolutionary biologist, a professor of evolutionary biology, which sounds like a rather fancy title, if I may say so myself. And I'm going to talk about two topics that aren't normally talked about together, and that's market economies and fungi. Or is it fun-GUY, or, as we say in Europe now, fun-GEE? There's still no consensus on how to say this word.
لذا، أريد منكم أن تتخيلوا اقتصاد سوق عمره 400 مليون سنة، واسع الانتشار لدرجة أنه يعمل في معظم الأنظمة البيئية في العالم، ضخم لدرجة أنه يربط الملايين من التجار في نفس الوقت، وجدّ ثابت ومستمرّ حيث أنه نجا من الانقراض الجماعي. هو الآن، هنا تماماً، تحت أرجلنا. أنت لا تراه فحسب. خلافاً لاقتصادات البشر التي ترتبط بالإدراك لاتخاذ القرارات، التجار في هذا السوق، يتسولون يقترضون، يسرقون، يغشون، كل هذا في غياب التفكير.
So I want you to imagine a market economy that's 400 million years old, one that's so ubiquitous that it operates in almost every ecosystem of the world, so huge that it can connect millions of traders simultaneously, and so persistent that it survived mass extinctions. It's here, right now, under our feet. You just can't see it. And unlike human economies that rely on cognition to make decisions, traders in this market, they beg, borrow, steal, cheat, all in the absence of thought.
مخفية جداً عن أعيننا، تُستعمر جذور الأشجار بواسطة فطر يسمى فطريات جذرية شجيرية. الآن، يبني الفطر هذه الشبكات المعقدة تحت الأرض بخيوط دقيقة أرقّ من خيوط القطن. لذا تتبع واحد من هذا الفطر، الذي يربط عدة نباتات في نفس الوقت. يمكنك التفكير فيه كأنه نظام مترو الانفاق، حيث كل جذر هو محطة، حيث الإمدادات تحمّل وتفرغ. وهو أيضاً كثيف جداً، يعادل تقريباً، طول أمتار كثيرة قد تصل إلى كيلومتر، في جرام واحد من الطين. فهذا إذن طول 10 ملاعب كرة قدم في كشتبان واحد من التراب. وهو في كل مكان. لذا، إذا مررت بشجرة أو شجيرة أو كرمة أو عشبة صغيرة، فقد مررت على شبكة من الفطر. تقريباً يعادل 80% من جميع أنواع النبات مرتبطة مع هذه الفطريات.
So hidden from our eyes, plant roots are colonized by a fungus called arbuscule mycorrhizae. Now the fungus forms these complex networks underground of fine filaments thinner than even threads of cotton. So follow one of these fungi, and it connects multiple plants simultaneously. You can think of it as an underground subway system, where each root is a station, where resources are loaded and unloaded. And it's also very dense, so roughly the length of many meters, even a kilometer, in a single gram of dirt. So that's the length of 10 football fields in just a thimbleful of soil. And it's everywhere. So if you passed over a tree, a shrub, a vine, even a tiny weed, you passed over a mycorrhizal network. Roughly 80 percent of all plant species are associated with these mycorrhizal fungi.
لذا ما الذي يمكن لجذر مغطى بالفطر أن يفعله باقتصادنا العالمي؟ ولماذا كعالمة أحياء تطورية قضيت الـ 10 سنوات الأخيرة من حياتي أدرس المصطلحات الاقتصادية؟ حسن، أول شيء أنت بحاجة إلى فهمه أن هذه الصفقات التجارية تعقد بين نبات وشريك فطري تتشابه بشكل مفاجئ للصفقات التي نعقدها نحن، وربما أكثر منا استراتيجية. النبات والشريك الفطري، لا يتبادلون الأسهم والسندات، بل يتبادلون موارد هامة، بالنسبة للفطر، هو السكر والشحم. يأخذ كل ما يحتاجه من كربون مباشرة من شريكه النبات. الكثير من الكربون، سنوياً، يعادل تقريباً 5 مليارات طن من الكربون من نباتات مرتبطة بهذه الشبكة التحت أرضية. بالنسبة للجذر، ما يحتاجه هو الفوسفور والنيتروجين، لذا من خلال تبادل الكربون يصلون إلى كل المواد الغذائية التي تجمع من طرف الشبكة الفطرية. لذا، من أجل عمل التبادل، يخترق الفطر حتى يصل إلى خلية الجذر المضيف ويبني تركيبا صغيرا يسمى: أربسكول، باللاتينية يعني: "شجيرة صغيرة." الآن، يمكنكم التخيل على أنه تبادل المخزون المادي لسوق تجاري.
So what does a root covered in fungi have to do with our global economy? And why as an evolutionary biologist have I spent the last 10 years of my life learning economic jargon? Well, the first thing you need to understand is that trade deals made by plant and fungal partners are surprisingly similar to those made by us, but perhaps even more strategic. You see, plant and fungal partners, they're not exchanging stocks and bonds, they're exchanging essential resources, and for the fungus, that's sugars and fats. It gets all of its carbon directly from the plant partner. So much carbon, so every year, roughly five billion tons of carbon from plants go into this network underground. For the root, what they need is phosphorus and nitrogen, so by exchanging their carbon they get access to all of the nutrients collected by that fungal network. So to make the trade, the fungus penetrates into the root cell of the host and forms a tiny structure called an arbuscule, which is Latin for "little tree." Now, you can think of this as the physical stock exchange of the trade market.
إلى الآن، يبدو متناغماً جداً. أليس كذلك؟ خدمة منك مقابل خدمة مني، الشريكان يأخذان ما يحتاجان. لكن هنا حيث نحتاج إلى التوقف وفهم قوة التطور والانتخاب الطبيعي. لا توجد مساحة للتجار المبتدئين في هذا السوق. تحدد إنشاء استراتيجية التجارة الصحيحة من يعيش ومن يموت.
So up until now, it seems very harmonious. Right? I scratch your back, you scratch mine, both partners get what they need. But here is where we need to pause and understand the power of evolution and natural selection. You see, there's no room for amateur traders on this market. Making the right trade strategy determines who lives and who dies.
الآن، أستخدم كلمة الاستراتيجية، لكن بالطبع النبات والفطر ليس لديهم عقول. بقومون بهذه التبادلات في غياب أي شيء يمكننا اعتباره فكراً. لكن كعلماء، نستعمل مصطلحات السلوك مثل الاستراتيجية لوصف السلوكيات في أوضاع معينة، أفعال وردود أفعال هذا في الحقيقة يبرمج إلى حمض نووي في الكائنات الحية.
Now, I use the word strategy, but of course plant and fungi, they don't have brains. They're making these exchanges in the absence of anything that we would consider as thought. But, as scientists, we use behavioral terms such as strategy to describe behaviors to certain conditions, actions and reactions that are actually programmed into the DNA of the organism.
لذا بدأت أدرس استراتيجيات التجارة هذه عندما كنت في الـ 19 من عمري وكنت أعيش في الغابات الإستوائية في باناما. كان كل فرد في ذلك الوقت مندهشاً إلى هذا التنوع المدهش فوق الأرض. ولقد كان تنوعا مفرطاً. إنها الغابات الإستوائية. لكني كنت مولعة بالتعقيد الموجود تحت الأرض. علمنا أن الشبكات موجودة، وعلمنا أنها مهمة، وأريد أن أقولها مجدداً، مهمة بمعنى أنها مهمة، وبالتالي هي أساس كل التغذية النباتية لكل التنوع الذي تراه فوق الأرض. لكن في ذلك الوقت، لم نكن نعرف كيف تعمل هذه الشبكات. ولا نعرف كيف تؤدي. كيف تتفاعل نباتات معينة مع فطريات معينة؟ إذن بسرعة، عندما بدأت مع مجموعتي، وقد بدأنا فعلاً نلعب مع هذا السوق التجاري. ترى أننا يمكننا التلاعب بالشروط. سنقوم بإنشاء شريكٍ تجاريٍ جيدٍ عن طريق زراعة نبات في الشمس وشريكٍ تجاريٍ سيئ عن طريق غرس نبات في الظل. يمكننا عندها أن نربط هذه الأمثلة المذكورة بشبكة فطرية. ووجدنا أن الفطر جيد دوماً في المفاضلة بين الشركاء الجيدين والسيئين تجارياً. يمكنهم تخصيص موارد أكثر للمضيف الذي يعطيهم كربوناً أكثر.
So I started studying these trade strategies when I was 19 years old and I was living in the tropical rainforests of Panama. Now, everybody at the time was interested in this incredible diversity aboveground. And it was hyperdiversity. These are tropical rainforests. But I was interested in the complexity belowground. We knew that the networks existed, and we knew they were important, and I'm going to say it again, by important I mean important, so the basis of all plant nutrition for all the diversity that you do see aboveground. But at the time, we didn't know how these networks worked. We didn't know how they functioned. Why did only certain plants interact with certain fungi? So fast-forward to when I started my own group, and we really began to play with this trade market. You see, we would manipulate conditions. We would create a good trading partner by growing a plant in the sun and a poor trading partner by growing it in the shade. We would then connect these with a fungal network. And we found that the fungi were consistently good at discriminating among good and bad trading partners. They would allocate more resources to the host plant giving them more carbon.
الآن، سنقوم بتشغيل التجارب التبادلية حيث يمكننا تلقيح نبات مضيف بفطر جيد أو سيىء، وهم أيضاً جيدون في المفاضلة بين هؤلاء الشركاء التجاريون. لذا ما لديك هناك هو الشروط المثالية للسوق في الظهور. سوق بسيط، لكنه سوق مع ذلك، حيث أفضل شريك تجاري هو المفضل باستمرار.
Now, we would run the reciprocal experiments where we would inoculate a host plant with good and bad fungi, and they were also good at discriminating between these trade partners. So what you have there is the perfect conditions for a market to emerge. It's a simple market, but it's a market nonetheless, where the better trading partner is consistently favored.
لكن هل هو سوق عادل؟ هنا ما نحتاج أن نفهمه، مثل البشر، النباتات والفطريات هم أعظم الانتهازيون. هناك أدلة بأن الفطر بمجرد اختراق خلية نبات، يمكنه في الحقيقة اختطاف نظام امتصاص الأغذية للنبات. يفعل ذلك عن طريق قمع قدرة النبات ذاته في أخذ الأغذية من الأرض. لذا يخلق اعتماد النبات على الفطر. إنه نوع من الإدمان الخاطئ، حيث يضطر النبات لإطعام الفطريات فقط للوصول إلى الموارد الموجودة تماماً حول الجذر. هناك أيضاً دلائل أن الفطر جيد في تضخيم قيمة المغذيات. يفعلون هذا عن طريق استخراج المغذيات من التربة، لكن فيما بعد بدلاً من متاجرتهم مع المضيف، يخزنونهم في شبكتهم، لذا هذا يجعل المغذيات غير متوفرة سواء للنباتات أو بعض الفطر المتنافس. اقتصاديات أساسية، عندما تنخفض الموارد، تصعد القيمة. النبات مجبر على أن يدفع أكثر لنفس الكمية من المغذيات.
But is it a fair market? Now this is where you need to understand that, like humans, plants and fungi are incredibly opportunistic. There's evidence that the fungus, once it penetrates into the plant cell, it can actually hijack the plant's own nutrient uptake system. It does this by suppressing the plant's own ability to take up nutrients from the soil. So this creates a dependency of the plant on the fungus. It's a false addiction, of sorts, whereby the plant has to feed the fungus just to get access to the resources right around its own root. There's also evidence that the fungi are good at inflating the price of nutrients. They do this by extracting the nutrients from the soil, but then rather than trading them with the host, they hoard them in their network, so this makes them unavailable to the plant and other competing fungi. So basic economics, as resource availability goes down, the value goes up. The plant is forced to pay more for the same amount of resources.
لكن ليست كلها لخدمة الفطريات. النباتات يمكنها أن تكون جد ماكرة. هناك بعض الأوركيدات -- ودائماً أفكر أن الأوركيدات بطريقة ما تبدو أكبر المراوغين من بين أنواع النباتات في العالم -- وهناك بعض الأوركيدات فقط تنقر إلى الشبكة وتسرق كل الكربون. لذا هذه الأوركيدات لا تصنع حتى أوراق خضراء من أجل البناء الضوئي. هي فقط بيضاء. لذا بدلاً من البناء الضوئي، تنقر الشبكة، تسرق الكربون ولا تعطي شيئاً في المقابل.
But it's not all in favor of the fungus. Plants can be extremely cunning as well. There are some orchids -- and I always think orchids somehow seem like the most devious of the plant species in the world -- and there are some orchids that just tap directly into the network and steal all their carbon. So these orchids, they don't even make green leaves to photosynthesize. They're just white. So rather than photosynthesizing, tap into the network, steal the carbon and give nothing in return.
الآن، أظن أنه من العدل القول أن هذه الأنواع من الطفيليات تزدهر في أسواقنا البشرية. لذا عندما بدأنا بفك تشفير هذه الاستراتيجيات، تعلمنا بعض الدروس. وأول شيء هو أنه لا يوجد إيثار في هذا النظام. لا يوجد معروف تجاري. لم نر أدلة قوية تؤكد أن هذه الفطريات تساعد النباتات المحتضرة أو المكافحة إلا إذا كانت من المصلحة المباشرة للفطر.
Now I think it's fair to say that these types of parasites also flourish in our human markets. So as we began to decode these strategies, we learned some lessons. And the first one was that there's no altruism in this system. There's no trade favors. We don't see strong evidence of the fungus helping dying or struggling plants unless it directly benefits the fungus itself.
أنا لا أقول هذا جيد أو سيىء. خلافاً للبشر، الفطر بالطبع، لا يمكن محاكمة أخلاقه الخاصة. وكبيولوجية، أنا لا أدافع عن هذه الأنواع من ديناميكية الأسواق الليبرالية الجديدة الوحشية التي سنتها الفطريات. لكن نظام التجارة، يوفر لنا المؤشرات لدراسة كيف يكون الاقتصاد عندما يتم تحديده من طرف الانتخاب الطبيعي لمئات الملايين من السنين في غياب الأخلاق، عندما تكون الاستراتيجيات مؤسسة فقط على جمع المعلومات وتوظيفها، غير ملوثة بالإدراك: لا حسد ولا حقد، لكن لا أمل ولا فرح.
Now I'm not saying if this is good or bad. Unlike humans, a fungus, of course, cannot judge its own morality. And as a biologist, I'm not advocating for these types of ruthless neoliberal market dynamics enacted by the fungi. But the trade system, it provides us with a benchmark to study what an economy looks like when it's been shaped by natural selection for hundreds of millions of years in the absence of morality, when strategies are just based on the gathering and processing of information, uncontaminated by cognition: no jealousy, no spite, but no hope, no joy.
لذلك حققنا تقدماً في فك تشفير أكبر المبادئ التجارية تأسيساً في هذه النقطة، لكن كعلماء نريد دائماً أن نتقدم بخطوة، ونحن مهتمون بمعضلات اقتصادية أكثر تعقيداً. وبالتحديد نحن مهتمون بتأثيرات عدم التكافؤ.
So we've made progress in decoding the most basic trade principles at this point, but as scientists we always want to take it one step further, and we're interested in more complex economic dilemmas. And specifically we're interested in the effects of inequality.
أصبح عدم التكافؤ سمة مميزة في عالم الاقتصاد اليوم. لكن تحدّيات عدم التكافؤ ليست وحيدة في عالم البشر. أظن كبشر فإننا نميل للاعتقاد أن كل شيء مصمم لأجلنا، لكن الكائنات الحية في الطبيعة عليها أن تواجه التنوع المتسارع في وصولها إلى مواردها.
So inequality has really become a defining feature of today's economic landscape. But the challenges of inequality are not unique to the human world. I think as humans we tend to think that everything's unique to us, but organisms in nature must face relentless variation in their access to resources.
كيف يمكن للفطر الذي يمكنه أن يصبح بطول متر مرة أخرى أن يغير استراتيجيته التجارية عندما تعرض في نفس الوقت لرقعة غنية ورقعة فقيرة؟ وعموماً، كيف يمكن للكائنات الحيّة في الطبيعة أن تستخدم التبادل لفائدتها عندما تواجه أشياء غير مؤكدة في حالات وصولهم إلى الموارد؟
How does a fungus that can again be meters long change its trade strategy when it's exposed simultaneously to a rich patch and a poor patch? And, more generally, how do organisms in nature use trade to their advantage when they're faced with uncertainty in terms of their access to resources?
هنا حيث أترككم مع سر: دراسة التجارة التحت أرضية بالغة الصعوبة. لا يمكنك أن ترى متى أو أين تأخذ صفقات تجارية مهمة مكانها. لذا مجموعتنا ساعدت طريقة رائدة، تكنولوجيا، التي بها يمكننا وسم المغذيات مع الحبيبات بالغة الصغر، استشعاع حبيبات بالغة الصغر تدعى: النقاط الكمومية. ما يمكن للنقاط الكمومية أن تسمح لنا بفعله هو إشعاع المغذيات لذا يمكننا تتبع حركتها بالرؤية خلال الشبكة الفطرية وداخل جذر المضيف. لذا، هذا يسمح لنا في النهاية برؤية ما لا يُرى، لذا يمكننا دراسة كيف يعقد الفطر صفقة على نطاق صغير مع النبات المضيف. لذا لدراسة عدم التكافؤ، نعرض الشبكة الفطرية لهذه التركيزات المتنوعة من الفوسفور المشع، محاكاة بقع من الوفرة والندرة خلال هذا المشهد الصناعي. بعدها نحدد كميات التبادل الفطرية بحذر. وجدنا شيئين.
Here's where I have to let you in on a secret: studying trade underground is incredibly difficult. You can't see where or when important trade deals take place. So our group helped pioneer a method, a technology, whereby we could tag nutrients with nanoparticles, fluorescing nanoparticles called quantum dots. What the quantum dots allow us to do is actually light up the nutrients so we can visually track their movements across the fungal network and into the host root. So this allows us finally to see the unseen, so we can study how fungi bargain at a small scale with their plant hosts. So to study inequality, we exposed a fungal network to these varying concentrations of fluorescing phosphorus, mimicking patches of abundance and scarcity across this artificial landscape. We then carefully quantified fungal trade. And we found two things.
الشيء الأول: هو أن عدم التكافؤ يشجع الفطر على التبادل أكثر. لذا يمكنني استخدام كلمات "تشجيع" أو "محاكاة" أو "إجبار،" لكن خط النهاية هو مقارنة بشروط التحكم، عدم التكافؤ مرتبط بأعلى مستوى من التبادل. هذا مهم، لأنه يقترح أن تطوير شريك تجاري في الطبيعة يمكنه أن يساعد على تأقلم الكائنات الحية مع عدم التأكد من الوصول إلى الموارد.
The first thing we found was that inequality encouraged the fungus to trade more. So I can use the word "encouraged" or "stimulated" or "forced," but the bottom line is that compared to control conditions, inequality was associated with higher levels of trade. This is important, because it suggests that evolving a trade partnership in nature can help organisms cope with the uncertainty of accessing resources.
ثانياً: وجدنا أن التعرض إلى عدم التكافؤ، سينقل الفطر الموارد من البقعة الغنية للشبكة، نقلهم بنشاط إلى الجانب الفقير من الشبكة. الآن، بالطبع يمكن أن نرى هذا لأن البقع مشعة بألوان مختلفة. لذا في البداية، هذه النتيجة هي لغز هائل. هل هي تساعد الجانب الضعيف من الشبكة؟ لا، وجدنا أن الفطر يكسب أكثر عن طريق تحريك الموارد إلى حيث يكثر الطلب. ببساطة عن طريق تغيير المكان عبر الشبكة حيث تتبادل الفطريات، يمكنه التلاعب بقيمة هذه الموارد.
Second, we found that, exposed to inequality, the fungus would move resources from the rich patch of the network, actively transport them to the poor side of the network. Now, of course, we could see this because the patches were fluorescing in different colors. So at first, this result was incredibly puzzling. Was it to help the poor side of the network? No. We found that the fungus gained more by first moving the resources to where demand was higher. Simply by changing where across the network the fungus was trading, it could manipulate the value of those resources.
الآن هذا يحفزنا إلى التعمق في كيفية مشاركة المعلومات. هذا يشير إلى مستوى أعلى من التكلف، أو على الأقل، مستوى متوسط من التمرس في الكائنات الحيّة غير المدركة. كيف للفطر أن يشعر بشروط السوق عبر الشبكة ثم يقوم بالحسابات من أين ومتى يقوم بالتبادل؟ لذا نحن نريد البحث عن المعلومات وكيف يتم مشاركتها عبر الشبكة، كيف للفطر أن يدمج الإشارات.
Now this stimulated us to really dig deeper into how information is shared. It suggests a high level of sophistication, or at least a medium level of sophistication in an organism with no cognition. How is it that a fungus can sense market conditions across its network and then make calculations of where and when to trade? So we wanted to look about information and how it's shared across this network, how the fungus integrates cues.
لفعل هذا، نحتاج إلى التعمق والحصول على دقة أكثر داخل الشبكة نفسها. بدأنا دراسة التدفقات المعقدة داخل الخيوط الفطرية للشبكة. لذا، ما تنظرون إليه الآن هو شبكة فطرية حية مع المحتويات الخلوية تتحرك داخلها. هذا يحدث في الوقت الحقيقي، لذا يمكنك أن ترى مؤشر الوقت هناك. هذا يحدث الآن. لم يتم تسريع هذا الفيديو. هذا ما يحدث تحت أقدامنا الآن. وهناك مجموعة من الأشياء أريد منكم ملاحظتها. إنها تزيد من سرعتها، تبطئ، تغير اتجاهاتها.
So to do that, what you need to do is dive deep in and get a higher resolution into the network itself. We began to study complex flows inside the hyphal network. So what you're looking at right now is a living fungal network with the cellular contents moving across it. This is happening in real time, so you can see the time stamp up there. So this is happening right now. This video isn't sped up. This is what is happening under our feet right now. And there's a couple of things that I want you to notice. It speeds up, it slows down, it switches directions.
الآن نحن نعمل مع علماء الفيزياء البيولوجية في محاولة لشرح هذا التعقيد. كيف للفطر أن يستخدم أنماط التدفق المعقدة هذه لمشاركة وتفعيل المعلومات واتخاذ قرارات التبادل هذه؟ هل الفطر أفضل منا في عمل حسابات التجارة؟
So we're working now with biophysicists to try to dissect this complexity. How is the fungus using these complex flow patterns to share and process information and make these trade decisions? Are fungi better at making trade calculations than us?
الآن هنا احتمال حيث يمكننا أن نستعير نماذج من الطبيعة. نحن نعتمد بصورة متزايدة على خوارزميات الحاسوب لتجعلنا رابحين في تجارتنا في جزء من الثانية من الوقت. لكن خوارزميات الحاسوب والفطر، كلاهما يعمل بطرق غير إدراكية ومتشابهة. الفطر فقط عبارة عن آلة حياة.
Now here's where we can potentially borrow models from nature. We're increasingly reliant on computer algorithms to make us profitable trades in split-second time scales. But computer algorithms and fungi, they both operate in similar, uncognitive ways. The fungi just happens to be a living machine.
ما الذي يحدث إذا قارنا ونافسنا بين استراتيجيات التجارة بين هذين؟ من الذي سيربح؟ الرأسمالي الصغير الذي كان موجوداً قبل الديناصورات وبعدها؟
What would happen if we compare and compete the trading strategies of these two? Who would win? The tiny capitalist that's been around since before and the fall of the dinosaurs?
أنا أراهن على الفطر.
My money is on the fungus.
شكراً لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)