Тель-Авивский университет: Растения могут кричать от жажды и страха

Слушайте внимательно, растение может дать понять, что оно жутко хочет пить.

Фото: OHAD LEWIN-EPSTEIN

Ученые сообщили в журнале Cell, что сухие растения томатов и табака издают различимые ультразвуковые щелчки. Эти звуки напоминают звук ребенка, наступающего на пузырчатую пленку, и схожи с шумами, которые возникают, когда стебли растений обрываются.

Биолог-эволюционист Лилах Хадани описывает результаты своей команды, и часто ей говорят:

"Вы разрезаете помидор, и он кричит".

Однако она подчеркивает, что это неверное утверждение. "Кричащий" подразумевает, что растение намеренно издает звуки, чего исследование не доказало. Вместо этого они установили, что растения производят информативные звуки.

Независимо от того, является ли это умышленным проявлением или нет, открытие этих звуков может иметь важное значение для сельского хозяйства. Это потенциально предоставляет новый метод мониторинга водного стресса у растений. Если бы на полях или в теплицах были установлены микрофоны, способные регистрировать эти характерные звуки, фермеры могли бы рано определить, что их культуры испытывают недостаток влаги.

Предыдущие исследования указывали на то, что некоторые растения могут производить вибрации и ультразвуковое излучение. Однако в этих экспериментах использовались датчики, прямо прикрепленные к растениям. Авторы данного исследования предприняли новый подход к этой проблеме.

Она и ее коллеги из Тель-Авивского университета провели эксперимент, устанавливая ультразвуковые микрофоны рядом с живыми растениями, но не прикасаясь к ним. Главная цель исследования заключалась в выяснении, могут ли растения издавать звуки, которые распространяются в воздухе как вибрации.

Исследователи случайно обнаружили, что у растений, размещенных на столах в лаборатории, возникали проблемы в росте. Тем не менее, исследователи не могли утверждать с уверенностью, что именно растения издают шум. Чтобы исключить другие возможные источники, они приобрели звукопоглощающие акустические коробки и разместили их в подвале, где можно было избежать шума и воздействия лаборатории. Этот этап эксперимента позволил исследователям убедиться, что растения томатов, испытывающие дефицит воды, издают около 35 ультразвуковых щелчков в час. Стебли, отрезанные от растений томатов, производили немного меньше звука, а растения табака еще меньше. В то же время растения, которые находились в состоянии увлажнения и не подвергались обрезке, в основном оставались бесшумными.

Звуки, издаваемые растениями, были достаточно громкими, чтобы их регистрировали микрофоны, но они оставались за пределами способности слуха человека (хотя могли привлечь внимание собак). Каждый вид растений имел свой характерный "голос". Созданный командой алгоритм машинного обучения мог различать звуки, издаваемые растениями томата и табака. Он также мог определять уровень увлажнения растений, выявляя разницу между звуками жаждущих и увлажненных растений.

Даже в шумной теплице, где смешивались звуки разговоров людей и работы по соседству, алгоритм все равно успешно различал звуки, издаваемые растениями.

Лилах Хадани признает, что точно неизвестно, что именно вызывает издаваемые растениями звуки. Она предполагает, что это могут быть пузырьки, образующиеся и лопающиеся в водоносных тканях растений. Звуки, как она описывает, могут напоминать "скрипучие суставы". Однако она подчеркивает, что это не означает, что растения "звучат тревожным сигналом" или взывают о помощи.

Тем не менее, существует интересная гипотеза о том, что другие организмы могут воспринимать эти звуки. Том Беннетт, биолог растений из Университета Лидса, не принимавший участие в этом исследовании, указывает на возможность, что другие растения или насекомые, такие как мотыльки, которые способны слышать в ультразвуковом диапазоне, могут реагировать на эти звуки. Команда Лилах Хадани в настоящее время исследует этот вопрос. Исследователей интересует, насколько эти звуки могут влиять на взаимодействие между растениями и окружающей средой, а также могут ли они служить сигналами для других организмов.

Важно отметить, что не только помидоры и табак издают подобные звуки. Исследователи также зафиксировали аналогичные звуки от пшеницы, кукурузы, винограда Каберне Совиньон и кактуса-подушечки для иголок. Это позволяет предположить, что данный феномен может быть довольно распространенным среди растений и носить системный характер, не являясь случайностью.

Несмотря на множество открытых вопросов, таких как эволюционное значение этих звуков, результаты исследования, вероятно, вызовут интерес и дальнейшие исследования в данной области.