Недавнее исследование, опубликованное в известной ассоциации журналистов и ученых CellPress, выявило удивительное открытие: растения могут издавать звуки, когда они находятся в состоянии стресса. Это заставляет нас переосмыслить традиционное представление о растениях как о пассивных и молчаливых существах.
Знаменитый писатель Роальд Даль, возможно, был прав: если поранить растение, оно издаст звуки. Конечно, не так, как мы, люди, кричим. Вместо этого они издают хлопки или щелчки на ультразвуковых частотах, недоступных человеческому слуху. звуки усиливаются, когда растение находится в стрессе.
Согласно недавно опубликованному исследованию, это может быть одним из способов, с помощью которых растения сообщают о своих страданиях окружающему миру.
Растения издают звуки при стрессе
Растения в условиях стресса не так пассивны, как считалось раньше. Они претерпевают драматические изменения, одним из наиболее заметных (для нас, людей) является выделение сильных ароматов. Они также могут менять свой цвет и форму.
Эти изменения могут сигнализировать об опасности для других близлежащих растений, которые в ответ укрепляют свою защиту или привлекают животных для борьбы с вредителями, которые могут нанести вред растению.
Однако до сих пор до конца не изучено, излучают ли растения другие типы сигналов, например звуки. Несколько лет назад исследователи обнаружили, что растения способны улавливать звук. Следующий логичный вопрос заключался в том, смогут ли они тоже его производить.
Звуки растений в состоянии стресса
Чтобы выяснить это, исследователи зарегистрировали растения томата и табака в различных условиях. Сначала они записали растения, не подвергшиеся стрессу, чтобы получить базовый уровень. Затем они зарегистрировали растения, которые были обезвожены, и растения, у которых были обрезаны стебли. Эти записи были сделаны в звукоизолированной акустической камере, а затем в обычной теплице.
Затем они обучили алгоритм машинного обучения, позволяющий различать звуки, издаваемые растениями, не подвергшимися стрессу, срезанными и обезвоженными растениями..
Звуки, которые то, что издают растения, похоже на хлопки или щелчки на частоте, слишком высокой, чтобы ее мог услышать человек, и которую можно обнаружить на расстоянии более одного метра.. Растения, не подвергающиеся стрессу, не производят много шума; они просто продолжают делать то, что делают, молча.
Как записывался и расшифровывался звук
Напротив, растения, находящиеся в состоянии стресса, издают гораздо громче: в среднем около 40 щелчков в час, в зависимости от вида. А растения, лишенные воды, имеют заметный звуковой профиль. Они начинают сильнее щелкать, прежде чем проявлять видимые признаки обезвоживания, усиливаясь по мере того, как растение становится суше, а затем уменьшаются по мере увядания растения.
Расширение понимания
Алгоритм смог различить эти звуки, а также виды растений, которые их издавали. И это не только томаты и табак. Команда протестировала различные растения и обнаружила, что производство звука является довольно распространенным занятием среди растений. Пшеница, кукуруза, виноград, кактусы и лемонграсс также издавали шум.
Однако есть еще некоторые неизвестные. Например, непонятно, как производятся звуки. Предыдущие исследования показали, что обезвоженные растения могут испытывать кавитацию — процесс, при котором пузырьки воздуха образуются в стебле, расширяются и схлопываются. При этом возникает слышимый треск, похожий на хруст суставов пальцев человека; нечто подобное может происходить и с растениями.
Мы еще не знаем, могут ли другие стрессовые условия вызывать звуки. Патогены, нападения вредителей, воздействие ультрафиолета, экстремальные температуры и другие суровые условия также могут вызывать у растений звуки, как будто они лопают пузырьки воздуха.
Также неясно, является ли производство звука адаптивным развитием растений или это просто нечто происходящее. Однако команда показала, что алгоритм может научиться распознавать и различать звуки растений. Возможно, то же самое сделали и другие организмы.
Для нас, людей, последствия довольно ясны; мы могли бы настроиться на сигналы бедствия жаждущих растений и поливать их, прежде чем это станет проблемой. Но мы до сих пор не знаем, замечают ли это и реагируют ли другие растения. Предыдущие исследования показали, что растения могут повысить свою устойчивость к засухе в ответ на звук, так что это, безусловно, правдоподобно. И именно это команда исследует на следующем этапе своего исследования.
Источник: ScienceAlert