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垂死的植物在向你“尖叫”

放大字体  缩小字体 发布日期: 2024-09-28 23:33   来源:http://www.baidu.com/  作者:无忧资讯  浏览次数:19
核心提示:虽然植物不能像人一样聊天,但它们也不会安静地坐着。在某些条件下,比如缺水或物理受损,植物会振动并发出声波。通常情况下,这

虽然植物不能像人一样聊天,但它们也不会安静地坐着。在某些条件下,比如缺水或物理受损,植物会振动并发出声波。通常情况下,这些波的音调太高,人耳无法察觉。

但生物学家现在可以从远处听到这些声波。以色列特拉维夫大学的生物学家Lilach Hadany和她的同事甚至设法记录下了它们。他们于周四在杂志上发表了他们的研究成果。

Hadany和同事的工作是一个小众但正在萌芽的领域的一部分,被称为“植物生物声学”。虽然科学家们知道植物不仅仅是生态背景下的惰性装饰——它们与周围环境相互作用,比如释放化学物质作为一种防御机制——但研究人员并不确切知道植物是如何对声音做出反应和产生声音的。解开这个谜团不仅能给农民提供一种新的方法来照顾他们的植物,而且还可能解开一些奇妙的事情:植物有我们从未意识到的感觉。

德国波恩大学(Bonn University)的植物生物声学研究员弗兰蒂谢克·巴卢什卡(frantiiek baluska)说,已经确定,“植物在受到某种压力后发出的声音会更加突出。”他没有参与这项新研究。但过去的植物生物声学实验必须在非常近的距离上倾听植物的振动。与此同时,哈达尼和她的同事设法从房间的另一端捕捉到植物的声音。

研究小组首先在番茄和烟草植物上测试了他们的想法。一些植物定期浇水,而另一些则被忽略了几天——这个过程模拟了类似干旱的条件。最后,最不幸的植物被连根拔起。

在田园诗般的环境下,植物似乎茁壮成长。但受损和脱水的植物有一些特殊的表现:它们每隔几分钟就发出一次咔哒声。

当然,如果你拿着砍刀穿过一片干旱的番茄林,砍断你看到的每一棵藤蔓,你不会听到痛苦的植物的合唱。植物以超声波发出声音:频率太高,人耳无法听到。这就是为什么研究人员现在才察觉到这些咔哒声的部分原因。“不是每个人都有做超声波的设备,也不是每个人都有心思去研究这些更广泛的频率,”生态学家丹尼尔·罗伯特说,他是英国布里斯托尔大学的教授,不是这篇论文的作者。

Three tomato plants in a greenhouse with a microphone in front of them
在温室里记录了三株番茄的声音。 阿Lewin-Epstein

研究人员在其他缺水的植物中也能记录到类似的声音,包括小麦、玉米、酿酒葡萄、针垫仙人掌和山葵(北半球一种常见的春季杂草)。

生物学家认为这种咔哒声可能来自木质部,木质部是一种输送水和营养物质的“管道”。压力差导致气泡进入流体。气泡会不断膨胀,直到破裂,而破裂的声音就是科学家捕捉到的声音。这个过程叫做空化。

大多数研究空化现象的人都不是生物学家;他们通常是物理学家和工程师。对它们来说,空化常常是件麻烦事。破裂的气泡会损坏水泵、螺旋桨、水轮机和其他在水下工作的设备。但是,另一方面,我们可以让空化为我们工作:例如,在超声波珠宝清洗机。

尽管已知植物在某些条件下(比如脱水)会发生空化,但科学家们不确定这一过程能否完全解释他们听到的植物声音。“可能不只一种机制,”罗伯特说。

作者推测,他们的工作最终可以帮助植物种植者,他们可以从远处倾听并监控温室里的植物。为了支持这一潜在的未来,Hadany和她的同事训练了一个机器学习模型来分解声波,并辨别是什么压力导致了特定的声音。这种技术可以给园艺家一个提醒,而不是让他们对枯萎的绿色蔬菜感到惊讶。

罗伯特怀疑,与人类不同,动物可能已经能够听到植物的声音。例如,昆虫在寻找着陆点或产卵地点时,可能会通过监听和根据它们的健康状况选择植物来挑选植物。

罗伯特解释说,如果在野外有一种可观察到的质量,比如声音(或光或电场),那么一些生物就会进化到使用它。“这就是为什么我们有耳朵,”他说

如果是这样的话,也许它可以以另一种方式工作——植物也可能对声音做出反应。像baluska这样的科学家已经证明植物可以“听到”外界的声音。例如,研究表明,一些叶毛会对蠕虫咀嚼它们时产生的振动做出反应。在实验室里,研究人员发现一些植物的根尖沿着声音传入的方向穿过土壤生长。

如果是这样的话,一些生物学家认为植物的“感官”可能比我们想象的更复杂。

“植物肯定知道周围有什么,因为它们必须每秒钟都做出反应,因为环境一直在变化,”baluska说。“他们必须能够以某种方式理解环境。”

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