Довгий час світ рослин вважався мовчазним, але недавнє дослідження вчених перевертає це уявлення.
Рослинам теж боляче / фото ua.depositphotos.com
Вчені виявили, що багато рослин видають слабкі ультразвукові клацання, коли перебувають у стані стресу. Це звучить як початок похмурої дитячої казки: заподійте рослині біль, і вона “закричить”. Ці сплески ультразвуку, що нагадують слабкі удари або клацання, схожі на лопання бульбашкової плівки.
Зокрема, ці сигнали видають рослини томату та тютюну, коли вони зневоднені або пошкоджені фізично, пише SciTechDaily. Звуки такі ж гучні, як звичайна розмова, близько 60–65 децибел, але вони виникають на частотах, що далеко виходять за межі людського слуху.
Це означає, що світ навколо нас може бути наповнений рослинним шумом, який залишається абсолютно непомітним.
Приховані звуки в беззвучному світі
“Навіть у тихому полі насправді є звуки, які ми не чуємо, і ці звуки несуть інформацію”, – пояснює старший автор Лілах Хадані, еволюційний біолог і теоретик Тель-Авівського університету. “Є тварини, які можуть чути ці звуки, тому існує ймовірність того, що відбувається активна акустична взаємодія”.
Раніше вчені вже фіксували ультразвукові вібрації у рослин, але це дослідження першим показало, що звуки передаються повітрям. Це робить їх більш значущими для інших організмів у навколишньому середовищі. “Рослини постійно взаємодіють з комахами та іншими тваринами, і багато з цих організмів використовують звук для спілкування, тому для рослин було б вкрай невигідно не використовувати звук взагалі”, – підкреслює Хадані.
Щоб провести дослідження, вчені записували за допомогою мікрофонів як здорові, так і стресовані рослини томатів і тютюну. Експерименти проводилися в звуконепроникній камері, а потім у теплиці з фоновим шумом.
Рослини піддавалися стресу двома способами: позбавленням води на кілька днів і зрізанням стебел. Потім команда навчила алгоритм машинного навчання розрізняти здорові, зневоднені та зрізані рослини.
Чіткі сигнали лиха
Результати показали, що рослини в стані стресу видають набагато більше звуків, ніж здорові. Ці шуми сприймаються як клацання або ляскання, при цьому одна рослина в стресі видає від 30 до 50 звуків на годину через нерегулярні проміжки часу.
Навпаки, здорові рослини в основному мовчали. “Коли томати зовсім не відчувають стресу, вони поводяться дуже тихо”, – зазначає Хадані.
Рослини, що зазнають водного стресу, починали видавати звуки ще до появи видимих ознак зневоднення. Кількість звуків досягала піку приблизно через п’ять днів без води, а потім знижувалася, коли рослини повністю висихали. Тип звуку також варіювався залежно від причини стресу. Система машинного навчання успішно розрізняла зневоднення та фізичне пошкодження і навіть могла визначити, чи походять звуки від томату чи від тютюну.
Хоча дослідження, опубліковане в журналі Cell, було зосереджене на томатах і тютюні, оскільки їх легко вирощувати в контрольованих умовах, дослідники протестували й інші види. “Ми виявили, що багато рослин – наприклад, кукурудза, пшениця, виноград і кактуси – видають звуки, коли перебувають у стресовому стані”, – підкреслює Хадані.
Точна причина цих звуків досі не встановлена. Дослідники припускають, що вони можуть бути результатом кавітації – процесу, під час якого бульбашки повітря утворюються та лопаються всередині судинної системи рослини.
Спілкування чи побічний продукт
Також незрозуміло, чи видають рослини ці звуки навмисно для спілкування. Однак їхнє існування може мати важливі екологічні та еволюційні наслідки.
“Цілком можливо, що інші організми могли еволюціонувати, щоб чути ці звуки і реагувати на них”, – припускає Хадані. “Наприклад, метелик, який має намір відкласти яйця на рослину, або тварина, що збирається з’їсти рослину, могли б використовувати ці звуки для прийняття рішення”.
Інші рослини також можуть вловлювати ці сигнали і реагувати на них. Попередні дослідження показують, що рослини реагують на звук і вібрацію. Хадані та її колеги виявили, що рослини підвищують рівень цукру в нектарі, коли “чують” запилювачів, а інші дослідження показують, що звук може змінювати експресію генів рослин.
“Якщо інші рослини отримують інформацію про стрес до того, як він фактично відбудеться, вони можуть підготуватися”, – заявляє Хадані.
Ці відкриття можуть знайти практичне застосування в сільському господарстві. Моніторинг звуків рослин може допомогти фермерам відстежувати рівень зволоження сільськогосподарських культур і підвищувати ефективність зрошення.
“Ми знаємо, що навколо багато ультразвуку; щоразу, коли ви використовуєте мікрофон, ви виявляєте, що безліч речей видає звуки, які ми, люди, не чуємо. Але той факт, що рослини видають ці звуки, відкриває абсолютно новий шлях можливостей для спілкування, підслуховування та використання цих звуків”, – зазначає співавтор Йосі Йовель, нейроеколог з Тель-Авівського університету.
“Тепер, коли ми знаємо, що рослини дійсно видають звуки, наступне питання: “хто може їх слухати?”” – пояснює Хадані. “Наразі ми вивчаємо реакцію інших організмів, як тварин, так і рослин, на ці звуки, а також досліджуємо нашу здатність ідентифікувати та інтерпретувати звуки в повністю природному середовищі”.
Раніше УНІАН повідомляв, що вчені “оживили” стародавню істоту віком 24 тисячі років, яка змогла розмножитися.
