Новости

Jun 02, 2023

Растения в стрессе «плачут»

Микрофоны улавливают ультразвуковые потрескивания растений, лишенных воды или

Микрофоны улавливают ультразвуковые потрескивания растений, лишенных воды или поврежденных.

Растения не страдают молча. Вместо этого, когда они испытывают жажду или стресс, растения издают «звуки, передающиеся по воздуху», согласно исследованию, опубликованному сегодня в Cell.

Авторы обнаружили, что растения, которые нуждаются в воде или недавно обрезали стебли, издают примерно 35 звуков в час. Но хорошо увлажненные и необрезанные растения гораздо тише, издавая всего лишь один звук в час.

Причина, по которой вы, вероятно, никогда не слышали шума жаждущего растения, заключается в том, что звуки ультразвуковые — около 20–100 килогерц. Это означает, что они настолько высокие, что очень немногие люди могут их услышать. Однако некоторые животные, вероятно, могут. Летучие мыши, мыши и мотыльки потенциально могут жить в мире, наполненном звуками растений, а предыдущая работа той же команды показала, что растения тоже реагируют на звуки, издаваемые животными.

Чтобы подслушивать растения, Лилах Хадани из Тель-Авивского университета в Израиле и ее коллеги поместили растения табака (Nicotiana tabacum) и томата (Solanum lycopersicum) в небольшие ящики, оснащенные микрофонами. Микрофоны улавливали любые шумы, издаваемые растениями, даже если исследователи их не слышали. Шумы были особенно заметны для растений, которые испытывали стресс из-за нехватки воды или недавней обрезки. Если звуки понижаются и ускоряются, «это немного похоже на попкорн — очень короткие щелчки», — говорит Хадани. «Это не пение».

Кредит: Хаит и Ал

У растений нет голосовых связок и легких. Хадани говорит, что современная теория о том, как растения издают звуки, сосредоточена на их ксилеме — трубках, которые транспортируют воду и питательные вещества от корней к стеблям и листьям. Вода в ксилеме удерживается за счет поверхностного натяжения, как вода, всасываемая через соломинку. Когда в ксилеме образуется или разрывается пузырь воздуха, он может издать небольшой хлопающий звук; Образование пузырей более вероятно во время стресса, вызванного засухой. Но точный механизм требует дальнейшего изучения, говорит Хадани.

Команда разработала модель машинного обучения, позволяющую с точностью около 70% определить, было ли растение срезано или у него был водный стресс, по издаваемым им звукам. Этот результат предполагает возможную роль аудиомониторинга растений в сельском хозяйстве и садоводстве.

Чтобы проверить практичность этого подхода, команда попыталась записать растения в теплице. С помощью компьютерной программы, обученной фильтровать фоновый шум от ветровых установок и кондиционеров, растения все еще можно было услышать. Пилотные исследования авторов показывают, что растения томата и табака не являются исключением. Пшеница (Triticum aestivum), кукуруза (Zea mays) и винный виноград (Vitis vinifera) также издают звуки, когда испытывают жажду.

Ранее команда Хадани также изучала, могут ли растения «слышать» звуки, и обнаружила, что пляжные вечерние первоцветы (Oenothera Drummondii) выделяют более сладкий нектар, когда подвергаются воздействию звука летящей пчелы.

Так являются ли шумы растений важной особенностью экосистем, одинаково влияющей на поведение растений и животных? По словам Грэма Пайка, биолога на пенсии из Университета Маккуори в Сиднее, Австралия, который специализируется на науках об окружающей среде, доказательства пока не ясны.

Он скептически относится к тому, что животные слушают стоны растений, находящихся в стрессе. «Маловероятно, что эти животные действительно способны слышать звук на таком расстоянии», — говорит он. Он думает, что звуки будут слишком слабыми. Дальнейшие исследования должны пролить больше света на этот вопрос. Но Пайк говорит, что он совершенно согласен с тем, что растения «визжат» при стрессе.

Эта статья воспроизводится с разрешения и была впервые опубликована 30 марта 2023 г.

Эмма Маррис— писатель-эколог, живущий в Орегоне.

Эми Брэди

Марта Зараска

Дэвид Джордж Хаскелл

Кэтрин Флинн | Мнение