Если растение в стрессе, но его никто не слышит, оно все равно издает звук? Хотя это не совсем так, исследователи обнаружили, что ответ на этот вопрос — твердое «да». Наблюдая за растениями помидоров и табака, они обнаружили, что растения, находящиеся в состоянии стресса, например, из-за обрезки или недостатка воды, издают серию хлопающих звуков. Несмотря на то, что эти звуки воспроизводятся на уровне человеческого разговора, они излучаются на частоте, слишком высокой для восприятия нашими ушами, хотя это, вероятно, не относится к насекомым и ряду других животных.
Исследователи из израильского Тель-Авивского университета (ТАУ) поместили растения табака и помидоров вместе с серией специализированных микрофонов сначала в звуконепроницаемые акустические камеры, а затем в менее звукоизолирующие теплицы. Затем они записали звуки, которые издавали растения, когда их срезали и лишали воды. Они обнаружили, что растения издают хлопающие звуки, когда их подвергают этим испытаниям, но эти шумы имеют ультразвуковую частоту, поэтому, хотя микрофоны могут их уловить, человеческие уши не могут. Однако, по словам исследователей, шум могли слышать другие виды, что могло бы предоставить им ценную информацию.
«Возможно, что другие организмы могли эволюционировать, чтобы слышать эти звуки и реагировать на них», — сказал старший. автор Лилах Хадани, биолог-эволюционист и теоретик из TAU. «Например, бабочка, которая собирается отложить яйца на растении, или животное, которое собирается съесть растение, могут использовать звуки, чтобы помочь им принять решение».
Стрессовые растения издавали от 30 до 50 щелчков или хлопков каждый час, в то время как не подвергавшиеся стрессу растения были относительно тихими. Звуки, издаваемые растениями, которым не давали воды, достигли пика примерно через пять дней после обезвоживания и после этого стихли, когда растение начало увядать. Звуки можно было услышать на расстоянии до 16 футов (около пяти метров).
Хотя неясно, как и даже почему растения издают эти звуки, одна из теорий их производства заключается в лопании пузырьков воздуха внутри растения в результате процесса, известного как кавитация. Если это так, то открытие указывало бы не на активную коммуникацию, а на механическую реакцию на стресс. Тем не менее, тот факт, что естественная среда наполнена этими звуками, означает, что они могут быть неотъемлемой частью функционирования экосистем.
Слушать и учиться
Обнаружение того, что растения издают акустические звуки при стрессе, было достаточно интересным, исследователи хотели посмотреть, различаются ли звуки между видами растений или при воздействии разных стрессоров. Чтобы выяснить это, они использовали алгоритм машинного обучения, который после обучения смог определить разницу между звуками, издаваемыми двумя типами растений, и определить, исходят ли издаваемые ими звуки от срезания или обезвоживания.<р>Это открытие означает, что могут быть разработаны системы для наблюдения за растениями в сельскохозяйственных условиях, чтобы «прислушиваться» к признакам обезвоживания или других факторов стресса. На самом деле, хотя исследователи сосредоточились в основном на растениях табака и помидоров, они потратили немного времени на прослушивание обычных сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза, пшеница и виноград, и обнаружили, что эти растения также издают звуки при стрессе. То же самое относится и к кактусам.
Следующий шаг исследователей — поместить свои открытия в более широкий контекст.
«Итак, теперь, когда мы знаем, что растения издают звуки, следующий вопрос — «кто может слушать?», — сказал Хадани. «В настоящее время мы изучаем реакцию других организмов, как животных, так и растений, на эти звуки, а также изучаем нашу способность идентифицировать и интерпретировать звуки в полностью естественной среде».
Вы можете узнать подробнее об исследовании и послушайте различные звуки, которые издавали некоторые стрессовые растения (после адаптации для человеческого уха) в следующем видео.
Глобальный прорыв: растения издают звуки!
Исследование опубликовано в журнале Cell
