Новаторское исследование доказывает, что растения «говорят»
Вы бы не подумали, но цветочное поле может быть довольно шумным местом. Не из-за щебетания птиц или жужжания пчел… а из-за звуков, которые издают сами растения.
Впервые израильские исследователи смогли доказать , что растения действительно издают шум. Они уловили хлопающие звуки попкорна, которые обычно находятся за пределами слышимости человеческого уха, с помощью ультразвуковых микрофонов.
Это открытие меняет наше понимание мира природы, и исследователям из Тель-Авивского университета еще многое предстоит понять. В частности, кто или что слушает эти шумы и почему.
Благодаря этому открытию появляется возможность отслеживать, борется ли растение с невидимым патогеном, и предотвращать его распространение на все поле без вмешательства. Фермеры также смогут более эффективно поливать свои посевы и применять инсектициды.
«Животные постоянно общаются, издавая звуки и реагируя на звуки, поэтому было бы довольно глупо и неадекватно, если бы растение было полностью глухим и немым», — говорит NoCamels профессор Лилах Хадани из Школы наук о растениях и продовольственной безопасности.
«И все же именно так растения воспринимались долгое время».
Поэтому она начала думать об этом теоретически. «Я думала, что, возможно, смогу найти вескую причину того, что растения глухие и немые, несмотря на то, что животные все время общаются звуками, но не нашла никакого хорошего объяснения», — говорит она.
Хадани руководила новаторскими исследованиями вместе с профессором Йосси Йовелем, главой школы нейробиологии Сагол.
Звуки, издаваемые растениями, различаются от вида к виду, а также различаются по шуму и частоте в зависимости от вида стресса, в котором они находятся, например, когда они обезвожены, срезаны или заражены вирусом.
«По мере того, как обезвоживание усиливается, а затем снижается, появляется больше звуков», — объясняет Хадани. «Поэтому, когда растение помидора совершенно сухое и жалкое [но еще не мертвое], оно не издает никаких звуков».
Срезанное растение, напротив, издает шум только в течение нескольких часов. А когда растения не испытывают стресса, говорит она, они очень тихие, издавая менее одного звука в час.
Хадани пока не уверена, как растения производят шум. Текущая теория состоит в том, что это связано с кавитацией, когда напряжение воды в тканях растения становится настолько высоким, что она внезапно превращается в пузырьки газа и испускает ультразвуковой хлопок.
Растения издают звуки в диапазоне от 40 до 80 кГц — совершенно вне человеческого слуха, то есть до 16 кГц.
«Летучие мыши постоянно издают звуки в этих диапазонах, а мыши, собаки и кошки могут частично слышать в этом диапазоне», — говорит она.
Для записи звуков впервые использовалось дорогое и чувствительное записывающее оборудование.
Ультразвуковые микрофоны, которые могли регистрировать звуки на частоте 20-250 кГц, располагались на расстоянии около 10 см от каждого растения.
До этого момента они использовались и использовались только для зоологии и никогда для исследований в области наук о растениях. По словам Хадани, это происходит потому, что люди просто не рассматривали возможность того, что растения могут издавать звуки, поэтому никогда не думали записывать их.
Исследование в основном было сосредоточено на растениях томата и табака, но также были зарегистрированы пшеница, кукуруза, кактус и белокрылка (близкий родственник пурпурной мертвой крапивы).
Хадани и другие исследователи сначала поместили растения в акустическую коробку в тихом изолированном подвале без фонового шума и записали их.
Затем они поместили растения в теплицу с сильным фоновым шумом. Некоторые растения не поливали пять дней, у некоторых были обрезаны стебли, а некоторые оставались нетронутыми.
Затем записи были проанализированы специально разработанными алгоритмами машинного обучения, которые научились различать разные виды и разные типы звуков и в конечном итоге смогли идентифицировать растение и определить тип и уровень стресса по записям.
Сейчас Хадани хочет выяснить, кто или что использует информацию, содержащуюся в звуках, и кто или что извлекает из этого пользу.
«Одной из групп могут быть животные, например мотыльки, откладывающие яйца», — говорит она. «Он мог выбирать между растением, издающим звуки, и растением, которое не издает звуки.
«Второе [направление нашего исследования], возможно, заключается в том, что растения тоже реагируют на эти звуки и готовятся к стрессу, более эффективно используя воду, закрывая свои устьица [поры] и выстраивая глобальную защиту от патогенов», — сказала она. говорит.
«Но я думаю, что во всем этом вопросе биоакустики есть более широкий потенциал, потому что это означает, что повсюду есть еще один слой информации — о растениях и о том, как это может влиять на растения или других животных. Это может иметь отношение к функционированию экосистемы, сохранению и пониманию того, когда определенная среда подвергается стрессу».
Уточним, что межзаводская коммуникация известна и признается. Растения, попавшие в беду, могут изменить цвет и форму — визуальный сигнал, который не повлияет на другие растения, но может произвести впечатление на животных: вы сорвете и съедите почерневший, сморщенный початок кукурузы или красивый, жирно-желтый початок? Но меняется и запах: травмированные растения выделяют летучие соединения, которые могут вызывать реакции у других растений.
Что касается безумного хлопания, независимо от того, «хочет ли» растение это сделать, оно сообщает: меня съедают, я высыхаю, у меня болезнь.
Эффективно ли это общение, еще не доказано, но команда подозревает, что это возможно. Вы мотылек, ищущий хорошее место, чтобы отложить яйца. Будете ли вы избегать шумного помидорного листа на том основании, что он болен и будет паршивым местом для детей?
Йовель не считает, что интенциональность участвует в общении между растениями, но, по его словам, звук ясно передает информацию. Чем сильнее стресс у растения, например, из-за засушливости, тем больше звука оно издает. И, добавляет он, было показано, что цветы реагируют на звуки насекомых.
Они делают? «Мы измерили его с помощью лазеров и показали, что растение колеблется — вибрирует — с частотой крыльев насекомого», — говорит он.
Наконец, используя модели машинного обучения, команда смогла с высокой степенью точности различать растения, страдающие от засухи, срезанные и контрольные, основываясь только на издаваемых ими звуках. Теоретически это может однажды помочь фермерам, прежде чем они узнают, что растение обезвоживается, чернеет или его съедают черви.
Перевод с английского
А почему нет? Ведь растения живые организмы. Я, например ко всему живому отношусь как к личности. Разговариваю с деревьями, кустарниками, цветами, растениями.Рада, что ученые это для себя доказали.
интересное исследование ,растения столько всего могут ощущать