У часи інтенсивного стресу люди іноді випускають свій страх з писком - і нове дослідження свідчить про те, що рослини можуть зробити те саме.
Однак, на відміну від людських криків, рослинні звуки занадто високочастотні для того, щоб їх чути, згідно з дослідженням, яке було розміщено 2 грудня в базі даних bioRxiv. Але коли дослідники з Тель-Авівського університету в Ізраїлі розмістили мікрофони біля напружених рослин томатів та тютюнових виробів, інструменти підхопили ультразвукові вигуки врожаю приблизно з 4 сантиметрів. Шуми потрапляли в діапазон від 20 до 100 кілогерц, об'єм, який можна було б "виявити деякими організмами з відстані до декількох метрів", зазначають автори. (Папір ще не рецензований.)
Тварини і рослини можуть слухати і реагувати на безшумні крики рослин, і, можливо, люди могли б і з правильними інструментами в руці, додали автори. Ідея, що "звуки, які створюють посухозахисні рослини, можуть бути використані у високоточному сільському господарстві, видається здійсненною, якщо не надто дорого встановити запис у польовій ситуації", Ен Вісчер, співробітник відділу порівняльної рослинної та грибкової біології в Королівському ботанічному саду у Великобританії, розповів New Scientist.
Як і тварини, рослини реагують на стрес різними способами; дослідження припускають, що рослини можуть виділяти смердючі хімічні сполуки або змінювати свій колір і форму у відповідь на посуху та укуси голодних травоїдних тварин. Тварини, схоже, розпізнають і реагують на ці ботанічні сигнали стресу, і навіть інші рослини, схоже, підхоплюють повітряні запахи, що лунають від напружених сусідів. Деякі попередні дослідження припускали, що рослини також реагують на звук, але залишаються питання щодо того, чи самі рослини видають чутливі шуми.
У попередніх дослідженнях дослідники кріпили прилади для запису безпосередньо до рослин, щоб слухати потайні звуки всередині їх стебел. У рослинах, підданих посухи, у тканинах утворюються, вискакують і спрацьовують вібрації повітряних бульбашок, які зазвичай переносять воду до стебел рослини. Процес, відомий як кавітація, підхопили приєднані звукозаписні пристрої, але дослідники з Тель-Авіва хотіли знати, чи можуть якісь звуки рослин подорожувати повітрям.
Тож команда встановила мікрофони біля напружених рослин томатів та тютюнових виробів, розміщених або в звуконепроникній коробці, або у відкритому тепличному просторі. Дослідники піддавали один набір урожаю умовам посухи, а інший - фізичному пошкодженню (обрізане стебло). Третя незаймана група послужила точкою порівняння.
Записи показали, що різні види рослин видавали різні звуки з різною швидкістю, залежно від їх напруги. Засухо-стресові рослини томатів в середньому випромінювали близько 35 ультразвукових вискоків на годину, тоді як рослини з порізаними стеблами робили близько 25. Засухо-стресові рослини тютюну випускали близько 11 криків на годину, а зрізані культури робили приблизно 15 звуків за один і той же час. Для порівняння, середня кількість звуків, які випускають недоторкані рослини, падала нижче одного на годину.
Враховуючи різницю шумів у групах, дослідники цікавились, чи можна було б ідентифікувати кожну рослину, грунтуючись лише на криках її підписів. Використовуючи машинне навчання - тип алгоритму штучного інтелекту - команда виділила чіткі риси в кожному наборі звуків і успішно сортувала свої рослини за трьома категоріями: «сухі, зрізані чи неушкоджені». Коли-небудь фермери можуть використовувати подібну технологію, щоб слухати урожай, що зазнав посухи, на своїх полях, запропонували автори.
У цьому дослідженні автори не перевіряли, чи випромінюють також рослини, що піддаються хворобам, надлишковий вміст солі або несприятливі температури, тому залишається невідомим, чи цвірять всі напружені рослини. Однак дослідники зафіксували подібні звуки в інших рослинах, що підрізають або піддаються посухи, включаючи колючі колосоподібні кактуси та бур'яни з мертвої сірки. Комахи, такі як молі, можуть прислухатися до звуків, які випромінюють стресові рослини, щоб оцінити їх стан перед тим, як відкласти яйця на їх листя, автори запропонували.
Поки вчені не спостерігають, як і чи реагують молі на шум рослин, цей висновок залишається спекулятивним, додали автори - адже один зовнішній експерт сказав, що ідея може бути "занадто умоглядною".
Едвард Фармер, професор молекулярної біології рослин в університеті в Лозанні в Швейцарії, розповів New Scientist, що комахи, як відомо, віддають перевагу певним рослинам з різних причин, і що він сумнівається, що надмірний шум є однією з таких причин. Крім того, в новому дослідженні не вдалося врахувати звуки, які може висушити грунт самостійно, а також інші заплутані шуми, які, можливо, підхопили мікрофони дослідників, додав Фармер.
