據《科學美國人》月刊網站3月31日報道,植物不會默默忍受傷害。根據發表在美國《細胞》雜志上的一項研究,植物在干渴或承受壓力時會發出“空氣聲”。
研究報告的作者發現,需要水或最近莖部被切割的植物每小時能發出大約35次聲音。但水分充足和沒有被切割的植物要安靜得多,每小時只發出約1次聲音。
你很可能從未聽到過干渴植物發出的聲音,原因是這些聲音是超聲——頻率在20000赫茲至100000赫茲之間。這意味著它們的音調很高,人類難以聽到。然而,有些動物很可能聽到這些聲音。蝙蝠、老鼠和飛蛾有可能生活在一個充斥著植物聲音的世界里,而同一研究團隊此前的研究發現,植物也會對動物發出的聲音作出反應。
為了監聽植物,以色列特拉維夫大學的莉拉赫·哈達尼和她的同事們把煙草和番茄植株放進安裝有麥克風的小盒子里。麥克風捕捉了植物發出的所有聲音,即使研究人員聽不到這些聲音。對于因缺水或最近被切割而承壓的植物來說,這些聲音尤其明顯。哈達尼說,如果將這些聲音降低音調、提高音速,“聽起來就有點像嚼爆米花——很短的咔嗒聲”。
植物沒有聲帶或肺部。哈達尼說,目前有關植物如何發出聲音的理論聚焦于它們的木質部。木質部是把水和營養物質從根部輸送到莖和葉的管子,木質部中的水通過表面張力聚集在一起,就像吸管中被吸起來的水一樣。當木質部中有氣泡形成或破裂時,它就可能發出微小的爆裂聲。氣泡在干旱脅迫期間更有可能形成。但哈達尼說,確切的機制還需要進一步研究。
研究小組制作了一個機器學習模型,可從植物發出的聲音推斷其是被切割還是缺水。這個機器學習模型的準確率約為70%,這一結果意味著音頻監測有可能應用于農業和園藝。
為了檢驗這種方法的實用性,研究小組嘗試在溫室中記錄植物。借助于一套經過訓練能夠過濾風和空調等背景噪音的計算機程序,溫室植物的聲音可被聽到。研究報告作者進行的試點研究表明,番茄和煙草并非特例。小麥、玉米和釀酒葡萄植株在干渴時也會發出聲響。
此前,哈達尼的團隊還曾研究過植物是否能“聽到”聲音,發現海邊月見草在接觸蜜蜂飛舞的聲音時會分泌更甜的花蜜。
那么,植物聲音是不是生態系統中一種既能影響植物行為、也能影響動物行為的重要特征呢?據已退休的澳大利亞麥考里大學研究環境科學的生物學家格雷厄姆·派克說,現有證據尚不明確。
派克對于動物能聆聽承壓植物發出的呻吟聲表示懷疑。他說:“這些動物不大可能真的能夠在這種距離聽到聲音。”他認為,這些聲音太微弱了。進一步的研究應該會揭示更多答案。但派克說,他非常愿意接受植物在承壓時“發出尖叫”的說法。
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