幾乎死掉的室內植物
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如果你像我一樣,即使是最頑強的室內植物,你也已經設法殺死了(是的,儘管擁有植物生物學博士學位)。 但想像一下這樣一個世界,您的植物實際上會準確地告訴您它們何時需要澆水。 事實證明,這個想法可能並不那麼愚蠢。

您可能熟悉越來越多的工作 提供證據 植物能夠感知周圍的聲音。 現在,新的研究表明它們還可以產生空氣傳播的聲音以應對壓力(例如乾旱或被砍伐)。

由特拉維夫大學專家領導的一個團隊展示了番茄和煙草等植物不僅會發出聲音,而且發出的聲音足以讓其他生物聽到。 他們的發現, 今天發表 在《細胞》雜誌上,正在幫助我們調諧到植物豐富的聲學世界——一個在我們周圍播放的聲音世界,但從未完全在人類的聽力範圍內。

植物可以傾聽,但現在它們可以說話了!

植物是“固著”的生物。 他們無法逃避食草動物或乾旱等壓力源。

相反,它們已經進化出複雜的生化反應和動態改變其生長(和再生身體部位)的能力,以響應環境信號,包括光、重力、溫度、觸摸和周圍生物體產生的揮發性化學物質。

這些信號幫助它們最大限度地提高生長和繁殖成功率,準備和抵抗壓力,並與真菌和細菌等其他生物形成互惠互利的關係。

在2019, 研究人員表示 蜜蜂的嗡嗡聲可以使植物產生更甜的花蜜。 其他的 已經顯示 播放白噪音 擬南芥,芥菜科的開花植物,可以引髮乾旱反應。


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現在,由領導上述蜜蜂花蜜研究的 Lilach Hadany 領導的團隊記錄了番茄和煙草植物以及其他五種植物(葡萄樹、亨比特蕁麻、枕形仙人掌、玉米和小麥)產生的空氣傳播聲音。 這些聲音是超聲波,範圍在 20-100 千赫茲,因此無法檢測到 通過人耳.

壓力大的植物喋喋不休

為了開展他們的研究,該團隊將麥克風放置在距離植物莖 10 厘米的地方,這些植物莖要么暴露在乾旱中(土壤濕度低於 5%),要么在土壤附近被切斷。 然後,他們將錄製的聲音與無壓力植物以及空花盆的聲音進行比較,發現有壓力的植物發出的聲音明顯多於無壓力的植物。

除了他們的論文之外,他們還添加了一個很酷的錄音片段,將採樣率降低到可聽範圍並加速。 結果是可區分的“流行”聲。


植物的聲音。 凱特等人, CC BY-SA282 KB (下載)

 持久性有機污染物的數量隨著乾旱壓力的增加而增加(在植物枯竭後開始下降)。 此外,聲音可以在 3-5 米的距離內被檢測到——這表明存在遠距離通信的潛力。

但究竟是什麼導致了這些聲音?

雖然這仍未得到證實,但該團隊的發現表明“空化”可能至少對聲音負有部分責任。 空化是氣泡在植物導水組織或“木質部”內膨脹和破裂的過程。 如果我們認為乾旱脅迫和砍伐都會改變植物莖中的水分動態,那麼這種解釋是有道理的。

不管機制如何,受壓植物發出的聲音似乎都能提供信息。 使用機器學習算法,研究人員不僅可以區分發出聲音的物種,還可以區分它所承受的壓力類型。

植物發出空氣中的聲音,在幾米遠的地方都能聽到。
我們現在有了第一個研究證據,證明植物可以在空氣中發出聲音,在幾米遠的地方都能聽到。
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這些聲音信號是否以及如何參與植物與植物的交流或植物與環境的交流還有待觀察。

迄今為止,該研究未能檢測到木本植物(包括許多樹種)的木質莖發出的任何聲音,儘管它們可以檢測到葡萄樹(木本植物)的非木質部分發出的聲音。

這對生態和我們意味著什麼?

人們很容易推測這些空氣傳播的聲音可以幫助植物更廣泛地傳達它們的壓力。 這種交流方式能否幫助植物,或許還有更廣泛的生態系統,更好地適應變化?

或者其他生物可能會使用這些聲音來檢測植物的健康狀況。 例如,正如研究人員指出的那樣,飛蛾在超聲波範圍內聽到聲音並將卵產在樹葉上。

然後是這樣的發現是否有助於未來糧食生產的問題。 這 全球需求 因為食物只會上漲。 針對產生最多“噪音”的個別植物或田地部分調整用水量,可以幫助我們更可持續地加強生產並最大限度地減少浪費。

就我個人而言,如果有人能給我一個麥克風給我被忽視的蔬菜補丁並將通知發送到我的手機,那將不勝感激!

關於作者

談話

愛麗絲·海沃德, 分子生物學家, 昆士蘭大學

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