植物没有耳朵，却能“听”到声音？|动物|叶子|嗡嗡声|植物|蜜蜂

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（图源：scienceabc）

邱媛媛 编译

我们生活在有声的世界，人类通过耳朵感知声音，动物通过各种方式接收声音。植物也能“听”到声音吗？研究发现，植物可以对声音振动做出反应，并根据感知到的信号改变生理机能。相关研究于2020年10月发表在《植物信号行为》杂志。

什么是声音？

声音是物体的振动通过介质（空气或固体、液体）传播，并能被人或动物听觉器官所感知的波动现象。当动物拦截到这些振动时，为了感知声音而进化的器官会放大它们，并将其转换成电信号。

人体内用于放大声音的器官被称为耳小骨，转换后的电信号通过听觉神经传送到大脑，最终在大脑颞叶听觉皮层中进行处理。声音频率以赫兹（Hz）为单位测量，音量以分贝（dB）为单位测量。声音的频段分为 20 Hz- 20 0 Hz 的低频段， 200 Hz- 1 kH z的中低频段， 1 kHz- 5 kHz 的中高频段， 5 kHz至20 kHz的高频段。

频率小于20赫兹为次声波，波长很长且不容易衰减，不易被水和空气吸收，能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。超声波是频率高于20 kHz的声波，方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。

植物能感知声音？

植物可以对光和触摸做出反应，向日葵随着太阳转头，含羞草因接触而枯萎。它们也能对声音做出反应吗？声音对植物影响的研究表明，植物通过两种方式拦截声音： 通过直接振动，例如毛毛虫咀嚼树叶，植物可以感受到毛毛虫有节奏的咀嚼模式；通过介质传播的振动，例如通过土壤或空气，植物可以感受到涓涓细流以及昆虫的嗡嗡声。

密苏里大学的科学家记录了毛毛虫咀嚼树叶时发出的咀嚼声，将其播放给拟南芥。接触咀嚼声后，植物会分泌硫代葡萄糖苷和花青素，这两种化学物质都能保护植物免受食草动物的侵袭。

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有趣的是，植物仅在咀嚼声音时产生这些化学物质，当暴露在风声或昆虫嗡嗡声中时，这些植物并没有表现出高水平的相同化学物质，这表明植物对食草动物以它们为食产生的声音表现出防御反应。

蜜蜂对授粉和植物繁殖至关重要，植物对蜜蜂的嗡嗡声有独特反应。以色列特拉维夫大学的科学家将蜜蜂的嗡嗡声对着海滩月见草的花朵播放，这些花朵在听到嗡嗡声的三分钟内，会产生更甜的花蜜。

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植物也可以感觉到滴水的声音，西澳大利亚大学进化生物学家发现，豌豆植物的根部向水的声音延伸。植物根系充当水分传感器，利用水分梯度穿过土壤到达富水区。科学家假设植物可以感知土壤中的水声，引导根系至准确位置。

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植物具有某些形态可以更好地感知声音，月见草花的形状可以放大昆虫传粉者的翼瓣的声音频率，某些植物甚至可以将声音回响给动物。例如，蝙蝠利用回声定位来导航周围环境，中美洲雨林茂密的森林中，两种蝙蝠授粉的藤本植物具有巨大的盘状叶子。这些叶子如同声音反射器，将蝙蝠发出的声音反射回它们，回声使蝙蝠能够在茂密的森林中找到这些特殊的藤蔓。

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特定声音频率提高产量

植物会接触到各种声音——昆虫的嗡嗡声、地下水的缓慢涌动、食草动物掠食者的侵略性咀嚼、邻近植物的叶子在风中沙沙作响等。科学家推测，植物将这些声音转化为机械（如向水生长的根）或代谢（如植物分泌化学物质或花蜜）信号。利用植物声频控制技术实现农作物增产，是近年来发展出的农业新技术。

研究表明，声音频率在1-2.5kHz、音量90dB能够显著提高青豆的发芽率。另一项研究，绿豆暴露于5种60dB不同类型的声音模式（女高音、经典、自然、摇滚、古兰经表演），不同类型的声学模式有利于豆子不同部分的生长，女高音对茎的长度有显著影响，古兰经对叶子的产生有影响。

将番茄暴露于3个不同的连续频率值：第一周0.6kHz，第二周1.24kHz，第三周1.6kHz，音量90dB。暴露于不同频率声波的番茄植株，总酚含量、番茄红素含量和抗坏血酸含量分别增加了70%、20%和14%。根据番茄果实中测量的所有参数（番茄红素、维生素 C、总糖、总酸和总酚水平），声波的最佳频率值为1.6kHz。

很明显，植物可以感知声音并对其做出反应，科学家现在正试图找出这些反应背后的机制，以及声音污染对植物的影响。

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参考文献：