Во времена сильного стресса люди иногда выражают свою тревогу визгом and, и новое исследование показывает, что растения могут делать то же самое.
Однако, в отличие от человеческих криков, звуки растений слишком высокочастотны, чтобы мы могли их слышать, согласно исследованию, которое было опубликовано 2 декабря в базе данных bioRxiv. Но когда исследователи из Тель-Авивского университета в Израиле установили микрофоны рядом с растениями томата и табака, находящимися под напряжением, инструменты улавливали ультразвуковые визги посевов на расстоянии около 4 дюймов (10 см). Авторы отметили, что шумы находятся в диапазоне от 20 до 100 килогерц, объем, который может быть «обнаружен некоторыми организмами на расстоянии до нескольких метров». (Статья еще не рецензировалась.)
Авторы добавили, что животные и растения могут слушать и реагировать на молчаливые крики растений, и, возможно, люди тоже могут, имея в руках правильные инструменты. Идея о том, что «звуки, издаваемые растениями, пораженными засухой, могут быть использованы в точном сельском хозяйстве, представляется целесообразной, если не слишком дорого устанавливать запись в полевых условиях», - говорит Анна Висшер, сотрудник отдела сравнительной биологии растений и грибов. В Королевском ботаническом саду в Великобритании рассказал New Scientist.
Как и животные, растения реагируют на стресс различными способами; Исследования показывают, что растения могут выделять вонючие химические соединения или изменять свой цвет и форму в ответ на засуху и укусы голодных травоядных. Животные, кажется, распознают и реагируют на эти сигналы ботанического стресса, и даже другие растения, кажется, улавливают запахи, распространяющиеся по воздуху от их напряженных соседей. Некоторые предыдущие исследования предполагали, что растения также реагируют на звук, но оставались вопросы о том, издают ли растения сами по себе обнаруживаемые шумы.
В предыдущих исследованиях исследователи прикрепляли записывающие устройства непосредственно к растениям для прослушивания секретных звуков внутри их стеблей. У растений, испытывающих стресс от засухи, в ткани образуются пузырьки воздуха, возникающие и вызывающие вибрации, которые обычно переносят воду вверх по стеблям растений. Процесс, известный как кавитация, был зарегистрирован подключенными записывающими устройствами, но исследователи из Тель-Авива хотели узнать, могут ли звуки растений распространяться по воздуху.
Поэтому команда установила микрофоны возле утомленных растений томатов и табака, помещенных либо в звукоизолирующую коробку, либо в открытую теплицу. Исследователи подвергли один набор культур условиям засухи, а другой - физическому повреждению (ножница). Третья нетронутая группа послужила точкой сравнения.
Записи показали, что различные виды растений издают разные звуки с различной скоростью, в зависимости от их стрессора. Растения томата, подверженные засухе, издавали в среднем около 35 ультразвуковых визгов в час, в то время как растения с обрезанными стеблями производили около 25. Растения табака, пораженные засухой, издавали около 11 криков в час, а срезанные культуры производили около 15 звуков одновременно. Для сравнения, среднее количество звуков, издаваемых нетронутыми растениями, упало ниже одного в час.
Учитывая различия в уровне шума среди групп, исследователи задавались вопросом, могут ли они идентифицировать каждое растение, основываясь только на его фирменных криках. Используя машинное обучение - тип алгоритма искусственного интеллекта - команда выбрала отличительные особенности в каждом наборе звуков и успешно отсортировала свои растения по трем категориям: «сухой, срезанный или неповрежденный». Авторы предложили, что когда-нибудь фермеры смогут использовать аналогичную технологию для прослушивания посевов сельскохозяйственных культур на своих полях.
В этом исследовании авторы не проверяли, издают ли растения, подверженные болезням, избыточному содержанию соли или неблагоприятным температурам, также звук, поэтому остается неизвестным, визжат ли все растения, подвергшиеся стрессу. Тем не менее, исследователи сделали запись подобных звуков на других срезанных или засухах растениях, в том числе колючих кактусах и игольниках. Авторы предположили, что насекомые, такие как мотыльки, могут прослушивать звуки, издаваемые растениями, испытывающими стресс, чтобы оценить их состояние, прежде чем откладывать яйца на листья.
Пока ученые не наблюдают, как и как моли реагируют на шум растений, этот вывод остается спекулятивным, добавили авторы - на самом деле, один сторонний эксперт сказал, что идея может быть «слишком спекулятивной».
Эдвард Фармер, профессор молекулярной биологии растений в Университете Лозанны в Швейцарии, рассказал New Scientist, что известно, что насекомые предпочитают определенные растения по разным причинам, и что он сомневается, что чрезмерный шум является одной из этих причин. Кроме того, в новом исследовании не были учтены звуки, которые высыхающая почва может издавать самостоятельно, а также другие беспорядочные звуки, которые могли поднять микрофоны исследователей, добавил Фармер.
