人在压力大时会沉默,有时也会爆发。那么植物面对压力会怎样?以色列研究人员发现,当番茄和烟草感到压力时——脱水或茎被切断,它们发出的声音与人类正常谈话的音量相当。然而由于这些声音的频率太高,人耳无法察觉,但昆虫、哺乳动物和其他植物可能都听得到。相关研究3月30日发表于《细胞》。
“即使很安静,也有人们听不到的声音,而这些声音携带着信息。”论文通讯作者、特拉维夫大学进化生物学家Lilach Hadany说,“但有些动物能听到这些声音,所以自然界可能发生了很多声学相互作用。”科学家已经发现了植物超声波振动,新研究则得到了它们通过空气传播的第一个证据。
研究人员用麦克风记录了健康和受到压力的番茄与烟草植物的声音,并在隔音室和嘈杂的温室环境中进行了实验。研究人员通过两种方法给植物施加压力:几天不浇水和剪断它们的茎。然后,研究人员训练了一种机器学习算法来区分不受胁迫的植物、缺水的植物和被修剪的植物。
研究小组发现,受到压力的植物会比没有压力的植物发出更多声音。植物发出的声音类似于砰砰声或咔嗒声,一株受到压力的植物每小时发出大约30~50次咔嗒声,间隔似乎是随机的,但没有压力的植物发出的声音要少得多。
虽然这项研究的重点是番茄和烟草,但研究团队也记录了其他植物。Hadany说:“我们发现许多植物(比如玉米、小麦、葡萄和仙人掌)在受到压力时都会发出声音。”这些噪声背后的确切机制尚不清楚,但研究人员认为,可能是由于植物维管系统中气泡的形成和破裂造成的,这个过程被称为气穴现象。
研究人员说,植物声音研究可以用于改进农业灌溉系统,以监测作物的水化状态,并有助于更有效地分配水分。特拉维夫大学神经生态学家、论文通讯作者Yossi Yovel说:“我们知道有很多超声波——每次你使用麦克风时,会发现很多东西能够发出人类听不到的声音。植物发声研究为利用这些声音开辟了一条全新途径。”
“所以现在我们知道植物确实会发出声音,下一个问题是‘谁可能会听到?’”Hadany说,“我们目前正在研究其他生物,包括动物和植物对这些声音的反应,我们也正探索在自然环境中识别和解释这些声音的能力。”