Fakt, że królestwo flory jest znacznie bardziej złożone, niż się wydaje, jest od dawna znany. W ostatnich latach naukowcy odkryli, że rośliny słyszą zbliżające się owady zapylające, ostrzegają się nawzajem o niebezpieczeństwie, a nawet wiedzą, jak liczyć.
Ale to, jak się okazało, nie wszystkie niespodzianki, jakie kryje w sobie flora. Niedawno specjaliści z Uniwersytetu w Tel Awiwie po raz pierwszy zarejestrowali dźwięki wydawane przez roślinę pod wpływem stresu.
Itzhak Khait i jego koledzy stwierdzili, że pomidory i tytoń, z powodu braku wody lub po odcięciu łodyg, wydają sygnał dźwiękowy. To prawda, że ludzkie ucho nie jest w stanie usłyszeć częstotliwości, na których „mówią” rośliny.
Wyjaśnijmy, że Chait specjalizuje się w badaniu życia roślin. Badaczka od kilku lat zajmuje się biologią molekularną i ekologią. W swoim eksperymencie naukowiec umieścił mikrofony w odległości 10 centymetrów od lądowisk. Czuły sprzęt wykrył wibracje w zakresie ultradźwiękowym (od 20 do 100 kiloherców).
Po raz pierwszy naukowcom udało się zarejestrować dźwięki wydawane przez rośliny z dość dużej odległości - około dziesięciu centymetrów.
Eksperyment wykazał, że w warunkach niedostatecznego podlewania krzewy pomidorów emitują średnio 35 „krzyków” na godzinę, a tytoń - 11.
Podobną reakcję zaobserwowano podczas cięcia łodyg. „Strzyżony” pomidor wydawał średnio 25 dźwięków na godzinę. Tytoń brzmiał trochę częściej niż podczas suszy - średnio 15 razy na godzinę.
Z obserwacji Haita i jego współpracowników wynika, że „krzyk” również różnił się intensywnością w zależności od sytuacji. Na przykład suszone rośliny tytoniu wydawały głośniejsze dźwięki niż te cięte.
Film promocyjny:
O tym wszystkim naukowcy dowiedzieli się dzięki sztucznej inteligencji. Nauczono specjalnego algorytmu rozpoznawania intensywności i częstotliwości drgań emitowanych przez zielone obiekty testowe i odróżniania ich od szeleszczących liści, odgłosów deszczu, wiatru i innych odgłosów cieplarnianych.
Jak dokładnie rośliny wydają dźwięki? Wcześniej eksperci za pomocą czujników umieszczonych bezpośrednio na łodygach rejestrowali drgania powstające w wyniku tzw. Kawitacji (powstawania i eksplozji pęcherzyków powietrza wewnątrz ksylemu).
Wyjaśnijmy, że ksylemy to roślinne analogi naczyń, których głównym zadaniem jest dostarczanie wody i składników odżywczych z korzeni do liści.
Chait i współpracownicy sugerują, że zidentyfikowane przez nich efekty dźwiękowe mogą być również związane z kawitacją. Jednak nawet jeśli domysły eksperymentatorów są słuszne, do tej pory nikt nie był w stanie zarejestrować takich odgłosów w tak imponującej odległości od roślin.
Zjawisko odkryte przez izraelskich ekspertów może mieć głębokie znaczenie biologiczne. Na przykład owady dobrze odbierają fale ultradźwiękowe. Dlatego po usłyszeniu „wołania o pomoc” niektóre gatunki ćmy mogą odmówić składania jaj na „dysfunkcyjnej” roślinie.
Biolodzy uważają ponadto, że zieloni kuzyni zagrożonej rośliny prawdopodobnie będą w stanie „usłyszeć” sygnał alarmowy o braku wody, a nawet podjąć kroki w celu przetrwania.
W przedruku do artykułu naukowego na temat bioRxiv autorzy argumentują, że ich wyniki eksperymentalne pomogą zmienić sposób, w jaki królestwo roślin było dotychczas uważane za „ciche”.
Nawiasem mówiąc, Khait i jego koledzy są pewni, że nie tylko pomidory i tytoń „zgłaszają” kłopoty. Przygotowując się do kolejnego projektu naukowego, naukowcy zarejestrowali już drgania ultradźwiękowe pochodzące od kaktusa z rodzaju Mammillaria, a także od chrząszcza głowowego.
Zdaniem autorów pracy dokonane przez nich odkrycie może stać się nową kartą w rolnictwie. Słuchając plonów, rolnicy będą przewidywać potencjalne niedobory wody i zapobiegać wysychaniu przyszłych upraw.
Jednak ta opinia ma również przeciwników: niektórzy koledzy izraelskich biologów uważają, że jest za wcześnie, aby wyciągać wnioski na temat możliwości zastosowania zjawiska, które odkryli w rolnictwie.
Konieczne są dalsze badania, aby określić, czy rośliny reagują podobnie na inne ważne czynniki środowiskowe, takie jak niewygodne temperatury i skład gleby.
Ksenia Vasilieva