植物王国并不沉默 烟草和番茄面对威胁会"尖叫"

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  本报记者 赵汉斌

  自达尔文时代起,我们歌词 都在植物对外界感知应变能力方面的研究可谓车载斗量,也认识到植物虽只有移动,但也绝是不是呆头呆脑。然而,此前的研究多守候在感知以及有机化合物、光电信号的传递上,对植物通过声波传递信息的研究还罕有报道,我们歌词 都普遍认为植物王国几乎是沉默的。

  然而最近,以色列特拉维夫大学的艾·卡伊特和欧文·莱温·爱泼斯坦等人所做的一项研究,首次证明了植物在压力下会发出可远程检测且信息量富于的声音,你这个 发现或将改变我们歌词 都对“沉默”的植物王国的传统认知。

  此前并未探测到植物发出声波

  声音本质上是并是不是生活波,通过空气传播,传到人耳朵里引发鼓膜的振动。声音的大小,实际就是 对你这个 振动带宽的反映。人类的耳朵可不不可不都能不能 听到的最低频率约20赫兹,最高频率约2万赫兹,这是常见的、较公认的理论值,超过你这个 范围,就只有借助一些工具了。而一些动物,如狗和猫就能听到人类听只有的很细微的声音。

  此前多量研究表明,当植物暴露在干旱或有害昆虫、草食动物威胁中时,会表现出表型的改变,比如颜色、气味和价值形式的变化。它们所散发的蒸发掉掉性有机化合物(VOCs)也会影响邻近的植物,原因分析哪些地方地方植物抗性增强。总的来说,我们歌词 都已证明植物能产生视觉、化学与触觉信号,而一些植物和动物有时不可不都能不能 对哪些地方地方信号做出反应。然而,植物在受到胁迫压力下会发出声音的状况还这麼 得到充分研究。

  面对不同压力植物“叫声”就是 同

  长期从事植物科学和粮食安全研究的艾·卡伊特和欧文·莱温·爱泼斯坦等人,把番茄和烟草并是不是生活植物都安置在一个隔声的消声箱中,在离植物10厘米的地方放置了可接收20到5000千赫范围内超声波的特殊麦克风,并录制番茄和烟草在干旱、切叶、割茎以及灌溉等不同实验条件下的声音。结果发现,植物在干旱胁迫和被砍切、侵害的状况分派出的声音,明显多于正常对照组的植物。灌溉时植物发出的声音很少,接下来的4至6天中,随着干旱程度增加,每天的声音数量增加,有就是随着植物萎凋、干枯而逐渐减少。

  研究人员发现,面对不同的压力源,哪些地方地方植物会发出不同带宽的声音。

  当烟草植株被榨干水分时,发出的声音比被切断茎干时更大。另外,在这麼 直接的环境威胁或损害的状况下,植株也会发出超声波,但比较少。

  根据实验结果,切断植株的茎干时,番茄会在一小时内发出25次超声波“求救”声响,烟草则会发出15次肯能象征“痛苦”的声响。而被榨干水分时,番茄发出的声响次数更多,一小时达35次,而烟草会发出11次声音。

  研究项目还首次报告了在20至5000千赫超声波范围内的植物声音,可被3至5米距离内的老鼠、飞蛾等听觉敏锐的动物感受到。

  一些生物可不不可不都能不能 听到植物的声音并做出反应

  这项研究目前发表在生物预印本网站bioRxiv上,人太好尚未发表于期刊并得到同行的审阅和认证,不过研究者认为,研究将利于人类对全世界植物演化和心态学的科学理解。

  在一项初步研究中,我们歌词 都还成功地记录了来自刺五加和凤仙花等不这个群植物的声音。有就是我们歌词 都预计一些植物是不是发出声音的能力,但哪些地方地方声音的确切价值形式以及群体之间的这个性尚待选泽。未来的研究可探究不同状况下植物发出的声音,包括疾病、寒冷、食草动物攻击或极端紫外线辐射等一些胁迫,以及开花、结果等各个生命阶段。一旦构建了一个大型植物声音库,就可不不可不都能不能 通过现代工具对其进行分析,以获得更多的认知。

  艾·卡伊特等人还提示,植物声音产生的机制肯能是气穴作用,即气泡在木质部形成和爆炸的过程。不管其产生机制如何,哪些地方地方声音都携带着信息,有就是可不不可不都能不能 被一些生物体探测到。

  “研究肯能证明了机器学习算法可是不是效地对植物声音进行分类。有就是,一些有机体肯能也进化出了对哪些地方地方声音进行分类并对其做出反应的能力。”艾·卡伊特等人举例说,西红柿和烟草是飞蛾幼虫的寄主,飞蛾不不可不都能不能 听到实验记录的频率和带宽的超声波并做出反应,哪些地方地方蛾子会处置在发出压力声音的植物上产卵。

  我们歌词 都假设,另一些捕食者肯能也会利用植物的状况信息为当时人谋利,这个,肯能植物对毛虫的攻击发出声音,蝙蝠等捕食者可不不可不都能不能 利用哪些地方地方声音来探测被攻击的植物并捕食毛虫,从而帮助植物;而周边的植物肯能也会听到一些植物受干旱胁迫或受伤的信息,并作出减少蒸发掉等相应反应。

  或许,未来经过深入研究,并是不是生活植物信号传导的新途径或将大白于天下,到那时,人与植物实现“对话”或将是不是梦。