如果你伤害了一棵植物,它会尖叫。嗯,或者类似的东西。相反,它们以人耳无法触及的超声波频率发出哔哔声或咔哒声,当植物受到压力时,这些声音会被放大。据科学家称,这可能是植物向周围世界传达其困境的方式之一。
“即使在一个安静的田野里,也有一些我们听不到的声音,这些声音携带着信息。有些动物可以听到这些声音,所以有可能有很多声学相互作用,“以色列特拉维夫大学的进化生物学家Lilah Hadani解释说。“植物不断与昆虫和其他动物互动,其中许多生物体使用声音进行交流,因此植物根本不使用声音是非常不理想的。
处于压力下的植物并不像您想象的那么被动。它们经历了很多变化,其中最引人注目的变化之一(至少对我们人类来说)是释放出相当强烈的香气。它们还可以改变它们的颜色和形状。
这些变化向附近的其他植物发出危险信号,这些植物会相应地提高它们的防御能力,或吸引动物处理可能伤害植物的害虫。然而,植物是否发出不同种类的信号,例如声音,这个问题还没有完全理解。几年前,哈达尼和她的同事发现植物可以识别声音。提出下一个问题是合乎逻辑的:他们也可以发布它吗?
为了找到答案,他们研究了不同条件下的番茄和烟草灌木。首先,他们在没有压力的情况下记录植物以获得基线。然后,他们记录了脱水的植物和被切断茎的植物。这些录音首先是在隔音声学室中进行的,然后在传统的温室环境中进行。
之后,他们训练了一种机器学习算法来区分平静的植物、被砍伐的植物和脱水的植物发出的声音。
它们发出的声音类似于吱吱声或咔哒声,频率对人类来说太高了,并且在超过一米的半径内可以区分。放松的植物根本不会发出任何声音;他们只是静静地站着做他们的生意。
研究表明,遭受水分压力或受损植物的植物会发出高音调的声音,这对园艺监测来说是有区别的。
相比之下,处于压力下的植物会发出更多的噪音,平均每小时发出高达 40 次点击,具体取决于物种。没有水的植物也有明显的声音特征。甚至在出现明显的脱水迹象之前,它们就开始发出更多的咔哒声,随着植物变得更加干燥而加剧,然后在枯萎时消退。
该算法能够区分这些声音,以及发出它们的声音的植物类型。这不仅仅是西红柿和烟草。该团队测试了一系列植物,发现发出声音是相当普遍的。小麦、玉米、葡萄和仙人掌都发出了声音。
但仍有一些未知数。例如,目前尚不清楚它们是如何发出声音的。先前的研究发现,脱水的植物会经历空化,这是一个气泡在茎中形成、膨胀和塌陷的过程。这就像一个人手指关节的嘎吱作响;类似的事情也会发生在植物身上。
我们还不知道其他压力条件是否会导致声音。病原体、攻击、紫外线辐射、温度变化和其他不利条件也会促使植物开始像气泡膜一样破裂。
目前还不清楚发声是否是植物的适应性发展。然而,研究小组发现,该算法可以学习识别和区分植物的声音。这意味着一些动物或昆虫可以做到这一点。
此外,他们可以学习以各种方式对心烦意乱的植物的噪音做出反应。“例如,一只飞蛾要在植物上产卵,或者一只要吃植物的动物,可以使用声音来做出决定,”哈达尼说。对于我们人类来说,其影响是显而易见的:我们可以收听口渴植物的求救信号,并在它成为问题之前给它们浇水。
但是,植物是否能听到彼此的声音,以及它们是否对信号做出反应是未知的。先前的研究表明,植物可以响应声音来增加其耐旱性,因此这是有道理的。正是在这个方向上,该团队概述了他们研究的下一阶段。
“既然我们知道植物确实会发出声音,那么下一个问题是,'谁能听它们的声音?'”哈达尼说。“我们目前正在研究其他生物体(包括动物和植物)对这些声音的反应,以及我们在完全自然的环境中识别和解释声音的能力。
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