Світ рослин, який ми звикли вважати мовчазним, виявився значно складнішим. Вчені зафіксували, що рослини здатні “подавати голос” – вони видають слабкі ультразвукові сигнали, коли переживають стрес, і фактично перебувають у стані нестачі води або механічного пошкодження.
Ці звуки нагадують короткі клацання або легкі удари, схожі на лопання бульбашкової плівки. І хоча люди їх не чують, вони існують у просторі навколо нас постійно – просто поза межами людського слуху.
Найдивніше те, що такі сигнали не поодинокі. Їх фіксують у різних видів рослин, а інтенсивність різко зростає, коли рослина переживає критичні умови.
Тихий “шум” рослин, який ми ніколи не помічали
Дослідники встановили, що томати та тютюн найактивніше “звучать”, коли їм бракує води або коли їх пошкоджують. При цьому рівень звуку можна порівняти зі звичайною розмовною гучністю – приблизно 60–65 децибел, але частота повністю виходить за межі людського сприйняття.
У лабораторних умовах вчені помітили, що одна рослина в стресі може видавати від 30 до 50 таких сигналів на годину. Вони з’являються нерегулярно, ніби “сплесками”, а не безперервним потоком.
Здорові рослини, навпаки, практично мовчать. Як зазначає дослідниця:
“Коли томати зовсім не відчувають стресу, вони поводяться дуже тихо”, – каже старший автор дослідження Лілах Хадані, еволюційний біолог Тель-Авівського університету.
Цікаво, що рослини починають “шуміти” ще до того, як на них з’являються видимі ознаки зневоднення.
Як науковці змогли “почути” рослини
Щоб зафіксувати ці сигнали, дослідники використовували високочутливі мікрофони. Експерименти проводилися як у повністю ізольованій звуконепроникній камері, так і в умовах теплиці, де присутній фоновий шум.
Рослини навмисно вводили у стан стресу двома способами: або кілька днів позбавляли води, або фізично зрізали стебла. Після цього вчені аналізували звукові патерни.
Окремо був залучений алгоритм машинного навчання, який навчили розрізняти стани рослин. Він навчився відрізняти не лише здорові й стресовані екземпляри, а й тип стресу – зневоднення або механічне пошкодження.
Як пояснюють автори, це перше дослідження, яке довело: рослини не просто створюють вібрації всередині себе, а й передають їх у повітря, що робить їх потенційно “чуйними” для інших організмів.
“Навіть у тихому полі насправді є звуки, які ми не чуємо, і ці звуки несуть інформацію”, – пояснює Лілах Хадані.
Механізм і можливі причини сигналів
Точна природа цих ультразвукових клацань досі не встановлена. Найімовірніше пояснення пов’язане з процесом кавітації – коли в судинній системі рослини утворюються та лопаються повітряні бульбашки.
Саме це може створювати характерні акустичні “сплески”. Але вчені поки що не виключають і інші механізми.
Важливе питання – чи є це свідомою формою комунікації. Дослідники обережні у висновках: можливо, це просто побічний ефект фізіологічного стресу, а не навмисний сигнал.
Хто може “чути” рослини і як вони реагують
Попри те, що людина ці сигнали не сприймає, у природі є організми, які потенційно здатні їх вловлювати. Це відкриває нові екологічні сценарії взаємодії.
Наприклад, комахи або тварини, які обирають рослини для живлення чи відкладання яєць, теоретично можуть реагувати на такі сигнали.
“Цілком можливо, що інші організми могли еволюціонувати, щоб чути ці звуки і реагувати на них”, – зазначає Хадані.
Інша гіпотеза ще цікавіша – самі рослини можуть реагувати на “шум” своїх сусідів. Попередні дослідження вже показували, що вони здатні змінювати поведінку під впливом звукових і вібраційних сигналів.
Є дані, що рослини можуть навіть змінювати рівень цукру в нектарі або активність генів у відповідь на акустичні подразники.
Ширше коло рослин і можливі застосування
Хоча основні експерименти проводилися на томатах і тютюні, дослідники перевірили й інші види. З’ясувалося, що кукурудза, пшениця, виноград і кактуси також здатні видавати подібні сигнали під час стресу.
Це натякає на те, що явище може бути значно ширшим, ніж спочатку передбачалося.
У перспективі відкриття може мати практичне значення для сільського господарства. Моніторинг ультразвукових сигналів дозволить оцінювати стан посівів, рівень зволоження ґрунту та навіть оптимізувати полив.
“Той факт, що рослини видають ці звуки, відкриває новий шлях для спостереження, підслуховування та використання цих сигналів”, – каже нейроеколог Йосі Йовель.
Учені також визнають: наступний великий крок – з’ясувати, які організми насправді здатні сприймати ці сигнали і чи існує в природі справжній “ультразвуковий діалог” між рослинами та тваринами.
Залишити коментар