一项研究发现,有些植物在承受足以威胁生命的压力时,会发出人耳听不见的超音波。研究人员根据录音发现,在不同状态下植物发出的声音不相同,意味着这些声音包含有关植物当前状态的资讯。
低频超音波
这项研究目前发表在生物预印本网站bioRxiv 上,虽然尚未发表于期刊,没有得到同侪审阅的认证,不过作者认为此研究增加了对全世界植物演化和生态学的科学理解。该论文写道:「这些发现可能会改变我们对植物王国的思考方式,迄今为止,人们一直认为植物总是保持沉默。」
先前的研究发现,温度、光照变化以及「草食动物的攻击」所引起的压力会改变植物的表型(phenotype),从而导致颜色、气味和形状的变化。此外,受胁迫的植物还会释放出挥发性有机化合物。为了检查植物是否也发出可观察的声音,以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University)的研究人员记录了番茄和烟草植物在缺水、茎被割断或舒适时的情况。使用的麦克风锁定在20 至150 kHz 之间的超音波范围进行录音。
结果发现压力植物比舒适对照组的植物发出更多的声音。不仅是更吵,研究人员还声称这些植物会根据情况发出不同的声音,也就是说这些声音带有与植物生理状态相关的讯息。据报道,经过特殊设计的机器学习模型能区分植物的声音和一般的背景噪音,甚至可以识别植物缺水或被砍伐。
原理与应用
植物没有声带如何发出声音?研究人员表示,这可能是植物内部发生「空蚀现象」(cavitation)的结果,即气泡在木质部中形成并爆炸。先前的研究发现空蚀现象会产生振动,但没有与传播声音产生关联。
这些声音还能在5 公尺外的地方听到。研究人员认为,这个距离表示其他听觉敏锐的生物,例如老鼠和蛾,可能听得到并解读这种声音。
该论文写道:「我们的结果表明,动物、人类,甚至可能是其他植物,都可以利用植物发出的声音来获取有关植物状况的资讯。」而这项研究可以对植物及其如何与环境互动,产生新的想法有所帮助,特别是在农业环境。例如可能有助于监测植物是否需要水,可节省用水并提高产量。
参考资料:
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