Страницы

Растения не молчат

Кактус высказывает свое мнение

Кактус высказывает свое мнение


Когда растения в беде, они издают звуки, которые могут распространяться на несколько метров, и теперь тель-авивские исследователи впервые записали их. Но кто слушает?


Белка впивается зубами в початок. Беспомощная, чтобы сопротивляться натиску грызунов, кукуруза вопит о своих страданиях в эфир. Тем временем петуния, на которую напал садовод, плачет. В лесу падает дерево — но кто-нибудь слышит?

Да, если кем-то вы включаете нечеловеческие формы жизни. Уже много лет известно, что, когда растения испытывают физиологический стресс, влияющий на их водный режим – укусы, порезы, обезвоживание – они издают быстрый хлопающий или щелкающий звук.

Этот звук попкорна можно было различить только тогда, когда датчики были прикреплены к стеблю растения или внутри него. Теперь ученые из Тель-Авивского университета, вооруженные микрофонами, обнаружили, что несчастные растения можно услышать на расстоянии до 5 метров (16 футов).

Оторванный лист поет блюз

Оторванный лист поет блюз.
Предоставлено Тель-Авивским университетом


Находясь в ультразвуковом диапазоне, мы, люди, его не слышим. Но некоторые животные, такие как летучие мыши и мыши, могут, насекомые могут, наши технологии могут — и, возможно, другие растения.

Это, возможно, самый интригующий аспект статьи под названием «Звуки, издаваемые растениями в условиях стресса, передаются по воздуху и являются информативными», опубликованной в четверг в престижном журнале Cell Ицхаком Хаитом, Йосси Йовелем, Лилахом Хадани и коллегами из Тель-Авивского университета.

На самом деле, этот шум может пролить свет на до сих пор неизвестный аспект эволюции как растений, так и животных.

Глобальный прорыв: растения издают звуки!

Быть или не быть избранным

Мы не знаем, осознают ли кукуруза, мох или бамбук свою смертность. У них определенно есть биологические цели: выживание и размножение, и некоторые думают, что растения лучше развиваются, когда с ними разговаривают или играют Бетховена. Некоторые выступают за этичное обращение с растениями на том бесспорном основании, что они тоже борются за выживание. Другие думают, что это все чепуха.

Растение, так сказать, «хочет» говорить? Существует мнение, что даже бактерии обладают «разумом», так что, очевидно, растения тоже; другие сказали бы, что микробы и магнолии реагируют на раздражители и не принимают «решений». Что касается растительных мотивов, Хадани непредубежден.

«Мы не можем сказать, было ли это непреднамеренным», — говорит она о щелчках и хлопках тревоги. На звуки влияет характер и интенсивность стресса, поэтому, если человек слышит их и изучает этот «язык», он получает информацию. Но команда не может сказать, являются ли звуки пассивными или активно регулируются.

Йосси Йовель (слева) с Лилах Хадани, с блюзовыми растениями.

Йосси Йовель (слева) с Лилах Хадани, с блюзовыми растениями.
Предоставлено Тель-Авивским университетом.


Так что не будем останавливаться на ботанической воле: хотят они того или нет, знают или нет, стрессовые растения шумят.

Технически хлопающий звук вызван кавитацией: изменение водного режима растения по какой-либо причине создает пузырьки воздуха в тканях, объясняет Йовель. Создание пузырьков воздуха и их последующее схлопывание вызывает вибрацию, которая и создает звук, который, как теперь выяснила команда, можно услышать на расстоянии до 5 метров от несчастного растения. Отсюда и «воздушный».

Но познавательно для кого? Все, кто может слышать ультразвуковые удары: животные, а также другие растения.

Кукуруза, пострадавшая от засухи

Кукуруза, пострадавшая от засухи. Модели машинного обучения
могут помочь обнаружить проблему на ранней стадии.


Уточним, что межзаводская коммуникация известна и признается. Растения, попавшие в беду, могут изменить цвет и форму — визуальный сигнал, который не повлияет на другие растения, но может произвести впечатление на животных: вы сорвете и съедите почерневший, сморщенный початок кукурузы или красивый, жирно-желтый початок? Но меняется и запах: травмированные растения выделяют летучие соединения, которые могут вызывать реакции у других растений.

Что касается безумного хлопания, независимо от того, «хочет ли» растение это сделать, оно сообщает: меня съедают, я высыхаю, у меня болезнь.

Эффективно ли это общение, еще не доказано, но команда подозревает, что это возможно. Вы мотылек, ищущий хорошее место, чтобы отложить яйца. Будете ли вы избегать шумного помидорного листа на том основании, что он болен и будет паршивым местом для детей?

Большие древесные нимфы откладывают яйца под предположительно тихий лист

Большие древесные нимфы откладывают
яйца под предположительно тихий лист


Что касается других растений, то звук — это вибрация, а вибрация, как было показано, влияет на поведение растений, например, на экспрессию генов, производство сахара и многое другое, говорит Йовель. Им не нужны уши, чтобы «слышать».

Хадани отмечает, что растение, услышавшее, что партнер высыхает, может закрыть поры листьев, чтобы замедлить потерю воды, например, что является интригующей возможностью.

Суть в том, что звук теперь присоединяется к другим сигналам, производимым растениями – визуальным (изменение цвета, увядание); химический; и тактильный. Шум может быть аспектом выживания наиболее приспособленных, который до сих пор не осознавался: в том смысле, что я умираю и говорю вам, что это может помочь вам подготовиться к лучшему преодолению проблемы. Чем более шумным я становился, тем эффективнее я мог сообщать о своих трудностях для большего блага моего вида.

Йовель не считает, что интенциональность участвует в общении между растениями, но, по его словам, звук ясно передает информацию. Чем сильнее стресс у растения, например, из-за засушливости, тем больше звука оно издает. И, добавляет он, было показано, что цветы реагируют на звуки насекомых.

Было показано, что цветы реагируют на звуки насекомых

Было показано, что цветы реагируют на звуки насекомых


«Мы измерили его с помощью лазеров и показали, что растение колеблется — вибрирует — с частотой крыльев насекомого», — говорит Йовель.

Наконец, используя модели машинного обучения, команда смогла с высокой степенью точности различать растения, страдающие от засухи, срезанные и контрольные, основываясь только на издаваемых ими звуках. Теоретически это может однажды помочь фермерам, прежде чем они узнают, что растение обезвоживается, чернеет или его съедают черви.




(Copyrighted © Перевод с англ. Louiza Smith)



Источник:

Ruth Schuster,
«Plants Aren’t Silent, Tel Aviv University Team Discovers»