據(jù)《科學(xué)美國人》月刊網(wǎng)站3月31日報道,植物不會默默忍受傷害。根據(jù)發(fā)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(fā)出“空氣聲”。
研究報告的作者發(fā)現(xiàn),需要水或最近莖部被切割的植物每小時能發(fā)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(fā)出約1次聲音。
你很可能從未聽到過干渴植物發(fā)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(diào)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(fā)現(xiàn),植物也會對動物發(fā)出的聲音作出反應(yīng)。
為了監(jiān)聽植物,以色列特拉維夫大學(xué)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(fēng)的小盒子里。麥克風(fēng)捕捉了植物發(fā)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(diào)、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(guān)植物如何發(fā)出聲音的理論聚焦于它們的木質(zhì)部。木質(zhì)部是把水和營養(yǎng)物質(zhì)從根部輸送到莖和葉的管子,木質(zhì)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(dāng)木質(zhì)部中有氣泡形成或破裂時,它就可能發(fā)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(xué)習(xí)模型,可從植物發(fā)出的聲音推斷其是被切割還是缺水。這個機器學(xué)習(xí)模型的準(zhǔn)確率約為70%,這一結(jié)果意味著音頻監(jiān)測有可能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)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(jīng)過訓(xùn)練能夠過濾風(fēng)和空調(diào)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(fā)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(fā)現(xiàn)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(tài)系統(tǒng)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(jù)已退休的澳大利亞麥考里大學(xué)研究環(huán)境科學(xué)的生物學(xué)家格雷厄姆·派克說,現(xiàn)有證據(jù)尚不明確。
派克對于動物能聆聽承壓植物發(fā)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?!彼J為,這些聲音太微弱了。進一步的研究應(yīng)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(fā)出尖叫”的說法。
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