自然界仍然有許多秘密等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn),植物能發(fā)出聲音,甚至可以哭。這一發(fā)現(xiàn)給我們了解和觀察植物增加了新的角度,甚至也可以作為農(nóng)業(yè)技術(shù)。通過(guò)監(jiān)聽(tīng)植物聲音,了解旱情并采取針對(duì)性措施。當(dāng)然也給研究植物的科學(xué)家增加了一種新的不同維度的研究指標(biāo)。既然是應(yīng)激導(dǎo)致的聲音,那么這種聲音可以作為對(duì)抗脅迫的研究指標(biāo)。太好了!
受壓的植物“哭泣”——有些動(dòng)物可能會(huì)聽(tīng)到它們的聲音 (nature.com)
植物不會(huì)在沉默中受苦。相反,當(dāng)口渴或壓力大時(shí),植物會(huì)發(fā)出“空氣能傳播的聲音”,根據(jù)今天發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)研究.
作者發(fā)現(xiàn),需要水或最近被砍掉莖的植物每小時(shí)產(chǎn)生大約35種聲音。但是水分充足且未切割的植物要安靜得多,每小時(shí)只發(fā)出大約一種聲音。
您可能從未聽(tīng)過(guò)口渴的植物發(fā)出噪音的原因是聲音是超聲波的——大約 20-100 千赫茲。這意味著它們的音調(diào)如此之高,以至于很少有人能聽(tīng)到它們的聲音。然而,有些動(dòng)物可能可以。蝙蝠,老鼠和飛蛾可能生活在一個(gè)充滿植物聲音的世界中,同一團(tuán)隊(duì)以前的研究發(fā)現(xiàn)植物也會(huì)對(duì)動(dòng)物發(fā)出的聲音做出反應(yīng)。
為了竊聽(tīng)植物拉維夫大學(xué)的Lilach Hadany和她的同事將煙草(Nicotiana tabacum)和番茄(Solanum lycopersicum)植物放在裝有麥克風(fēng)的小盒子里。麥克風(fēng)拾取植物發(fā)出的任何噪音,即使研究人員聽(tīng)不到它們。對(duì)于因缺水或最近被砍伐而受到壓力的植物來(lái)說(shuō),噪音尤其明顯。如果聲音被調(diào)低并加快,“它有點(diǎn)像爆米花 - 非常短的點(diǎn)擊聲”,Hadany說(shuō)?!斑@不是唱歌?!?/span>
植物沒(méi)有聲帶或肺。哈達(dá)尼說(shuō),目前關(guān)于植物如何發(fā)出聲音的理論集中在它們的木質(zhì)部上,木質(zhì)部是將水和養(yǎng)分從根部輸送到莖葉的管子。木質(zhì)部中的水通過(guò)表面張力保持在一起,就像通過(guò)吸管吸吮的水一樣。當(dāng)木質(zhì)部中形成或破裂氣泡時(shí),可能會(huì)發(fā)出輕微的爆裂聲;在干旱脅迫期間更容易形成氣泡。但確切的機(jī)制需要進(jìn)一步研究,Hadany說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型,以推斷植物是否被砍伐或從它發(fā)出的聲音中受到水的壓力,準(zhǔn)確率約為70%。這一結(jié)果表明,植物音頻監(jiān)測(cè)在農(nóng)業(yè)和園藝中可能發(fā)揮作用。
為了測(cè)試這種方法的實(shí)用性,該團(tuán)隊(duì)嘗試在溫室中記錄植物。借助經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)程序來(lái)過(guò)濾風(fēng)和空調(diào)裝置的背景噪音,仍然可以聽(tīng)到植物的聲音。作者的初步研究表明,番茄和煙草植物并不是異常值。小麥(Triticum aestivum),玉米(Zea mays)和釀酒葡萄(Vitis vinifera)在口渴時(shí)也會(huì)發(fā)出聲音。
此前,Hadany的團(tuán)隊(duì)還研究了植物是否可以“聽(tīng)到”聲音,發(fā)現(xiàn)海灘晚間報(bào)春糖(Oenothera drummondii)在暴露于飛蜂的聲音時(shí)會(huì)釋放出更甜的花蜜。2.
那么,植物噪音是生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要特征,影響著植物和動(dòng)物的行為嗎?澳大利亞悉尼麥考瑞大學(xué)(Macquarie University)退休生物學(xué)家格雷厄姆·派克(Graham Pyke)表示,證據(jù)尚不清楚,他專門研究環(huán)境科學(xué)。
他懷疑動(dòng)物會(huì)聽(tīng)受壓植物的呻吟。“這些動(dòng)物不太可能真的能夠在這么遠(yuǎn)的距離聽(tīng)到聲音,”他說(shuō)。他認(rèn)為這些聲音太微弱了。進(jìn)一步的研究應(yīng)該會(huì)更清楚地了解這個(gè)問(wèn)題。但派克說(shuō),他完全愿意接受植物在壓力下會(huì)“尖叫”。
在溫室中捕捉番茄發(fā)聲的實(shí)驗(yàn)裝置
這個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)植物能發(fā)聲音2019年也曾經(jīng)報(bào)道過(guò):