Shutterstock

Если вы похожи на меня, то вам удалось убить даже самые выносливые комнатные растения (да, несмотря на докторскую степень по биологии растений). Но представьте себе мир, в котором ваши растения на самом деле сообщают вам, когда именно им нужен полив. Эта мысль, как оказалось, может быть не такой уж и глупой.

Возможно, вы знакомы с растущим объемом работ, которые предоставляет доказательства растения способны воспринимать звуки вокруг себя. Теперь новое исследование предполагает, что они также могут издавать звуки в воздухе в ответ на стресс (например, от засухи или порезов).

Группа экспертов из Тель-Авивского университета показала, что растения помидоров и табака не только издают звуки, но и делают это достаточно громко, чтобы их могли слышать другие существа. Их выводы, опубликовано сегодня в журнале Cell помогают нам настроиться на богатый акустический мир растений, который звучит вокруг нас, но никогда не находится в пределах слышимости человека.

Растения могут слушать, но теперь они могут и говорить!

Растения – «сидячие» организмы. Они не могут убежать от стрессоров, таких как травоядные или засуха.

Вместо этого они развили сложные биохимические реакции и способность динамически изменять свой рост (и отращивать части тела) в ответ на сигналы окружающей среды, включая свет, гравитацию, температуру, прикосновение и летучие химические вещества, производимые окружающими организмами.

Эти сигналы помогают им максимизировать свой рост и репродуктивный успех, подготовиться к стрессу и противостоять ему, а также сформировать взаимовыгодные отношения с другими организмами, такими как грибы и бактерии.

В 2019, исследователи показали жужжание пчел может заставить растения производить более сладкий нектар. Другие были показаны белый шум воспроизводился Arabidopsis, цветущее растение семейства горчичных, может вызывать реакцию засухи.

Теперь команда под руководством Лайлаха Хадани, которая также руководила вышеупомянутым исследованием пчелиного нектара, записала звуки, издаваемые помидорами и табаком, а также пятью другими видами (виноградная лоза, ветряная крапива, подушечный кактус, кукуруза и пшеница). Эти звуки были ультразвуковыми, в диапазоне 20-100 кГц, и поэтому не могли быть обнаружены. человеческими ушами.

Стрессовые растения болтают больше

Для проведения исследования команда разместила микрофоны на расстоянии 10 см от стеблей растений, которые либо подверглись воздействию засухи (менее 5% влажности почвы), либо были отрезаны рядом с почвой. Затем они сравнили записанные звуки со звуками растений, не подвергавшихся стрессу, а также с пустыми горшками, и обнаружили, что растения, подвергавшиеся стрессу, издавали значительно больше звуков, чем растения, не подвергавшиеся стрессу.

В качестве классного дополнения к своей статье они также включили звуковой фрагмент записи, уменьшенный до слышимого диапазона и ускоренный. В результате получается различимый «поп» звук.

Звуки растений. Хаит и др., CC BY-SA282 KB (Скачать)

 Количество всходов увеличивалось по мере увеличения стресса от засухи (прежде чем начало снижаться по мере высыхания растения). Более того, звуки можно было улавливать на расстоянии 3-5 метров, что предполагает возможность дальней связи.

Но что на самом деле вызывает эти звуки?

Хотя это остается неподтвержденным, выводы команды предполагают, что «кавитация» может быть, по крайней мере, частично ответственной за звуки. Кавитация — это процесс, при котором пузырьки воздуха расширяются и лопаются внутри водопроводящей ткани растения, или «ксилемы». Это объяснение имеет смысл, если учесть, что стресс от засухи и обрезка изменяют динамику воды в стебле растения.

Независимо от механизма, кажется, что звуки, издаваемые стрессированными растениями, были информативными. Используя алгоритмы машинного обучения, исследователи смогли определить не только то, какие виды издают звук, но и то, от какого типа стресса они страдают.

Теперь у нас есть первые научные доказательства того, что растения могут издавать звуки, распространяющиеся по воздуху и слышимые на расстоянии до нескольких метров. Shutterstock

Остается выяснить, могут ли и каким образом эти звуковые сигналы участвовать в коммуникации между растениями или между растениями и окружающей средой.

До сих пор исследования не смогли обнаружить какие-либо звуки от древесных стеблей древесных пород (включая многие виды деревьев), хотя они смогли обнаружить звуки от недревесных частей виноградной лозы (древесных видов).

Что это может означать для экологии и для нас?

Заманчиво предположить, что эти воздушные звуки могут помочь растениям более широко сообщать о своем стрессе. Может ли эта форма коммуникации помочь растениям и, возможно, более широким экосистемам лучше адаптироваться к изменениям?

Или, возможно, звуки используются другими организмами для определения состояния здоровья растения. Например, мотыльки слышат в ультразвуковом диапазоне и откладывают яйца на листья, как отмечают исследователи.

Тогда возникает вопрос, могут ли такие открытия помочь в будущем производстве продуктов питания. мировой спрос на еду будет только расти. Адаптация использования воды к отдельным растениям или участкам поля, создающим наибольший «шум», может помочь нам более устойчиво интенсифицировать производство и свести к минимуму отходы.

Лично для меня, если бы кто-то мог дать микрофон моему заброшенному грядку с овощами и получать уведомления на мой телефон, это было бы очень признательно!

Об авторе

Элис Хейворд, молекулярный биолог, Университет Квинсленда

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

ИНГ