《Cell》压力大的植物会“哭泣”,一些动物能听到它们的声音

【字体: 时间:2023年03月31日 来源:Cell

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  麦克风从缺水或受损的植物中捕捉超声波裂纹。

  
Two microphones recording a cactus.          

研究表明,缺水或受伤的植物会发出尖锐的声音,这可能会对园艺监测产生影响。

植物不会默默承受痛苦。相反,根据今天发表在Cell上的一项研究,当口渴或有压力时,植物会发出“空气传播的声音”。作者发现,需要浇水或最近茎被剪掉的植物每小时发出大约35个声音。但水分充足和未经修剪的植物要安静得多,每小时只发出一次声音。

你可能从未听过干渴植物发出声音的原因是这种声音是超声波——大约20-100千赫兹。这意味着它们的音调很高,很少有人能听到。然而,有些动物可能可以。蝙蝠、老鼠和飞蛾有可能生活在一个充满植物声音的世界里,该团队此前的研究发现,植物也会对动物发出的声音做出反应。

哭泣的植物

为了窃听植物,以色列特拉维夫大学的Lilach Hadany和她的同事们将烟草和番茄放在装有麦克风的小盒子里。麦克风可以捕捉到植物发出的任何声音,即使研究人员听不到。对于那些因缺水或最近刈割而受到压力的植物来说,噪音尤其明显。如果声音低沉而加快,“就有点像爆米花——非常短的咔哒声”,Hadany说。“它不是在唱歌。”这些植物的声音经过处理,使人耳能听到。

植物没有声带或肺。Hadany说,目前关于植物如何发出声音的理论主要集中在它们的木质部,木质部是将水和营养物质从根输送到茎和叶的管道。木质部中的水通过表面张力聚集在一起,就像用吸管吸水一样。当一个气泡在木质部中形成或破裂时,它可能会发出一点爆裂的声音;在干旱胁迫下更容易形成气泡。但确切的机制需要进一步研究,Hadany说。

该团队制作了一个机器学习模型,可以从植物发出的声音推断出它是否被切断或受到了水的压力,准确率约为70%。这一结果表明了在农业和园艺中对植物进行音频监测的可能作用。

为了测试这种方法的实用性,研究小组尝试记录温室里的植物。在一个经过训练的计算机程序的帮助下,可以过滤掉风力和空调设备的背景噪音,仍然可以听到植物的声音。作者的初步研究表明,番茄和烟草并不是例外。小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)和酿酒葡萄(Vitis vinifera)在口渴时也会发出声音。

喋喋不休的草?

此前,Hadany的团队还研究了植物是否能“听到”声音,并发现海滩夜首草(Oenothera drummondii)在听到蜜蜂飞行的声音时,会释放出更甜的花蜜。

那么,植物噪音是生态系统的一个重要特征吗?它会影响植物和动物的行为吗?澳大利亚悉尼麦考瑞大学(Macquarie University)专门研究环境科学的退休生物学家Graham Pyke表示,证据尚不明确。

他怀疑动物是否能听到植物的呻吟。“这些动物不太可能真的能在这么远的距离听到声音,”他说。他觉得声音太微弱了。进一步的研究将使这件事更清楚。但Pyke说,他完全愿意接受植物在受到压力时“尖叫”的事实

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