Сигналы бедствия: растения жалуются с помощью ультразвука
Какой звук издает растение, испытывающее стресс? Немного похожий на то, как лопается пузырчатая пленка. Исследователи из Израиля сообщают в журнале Cell от 30 марта, что помидоры и табак, находящиеся в состоянии стресса из-за обезвоживания или обрыва стеблей, издают звуки, сравнимые по громкости с обычным человеческим разговором.
Частота этих звуков слишком высока, чтобы их могли уловить наши уши, но они, вероятно, могут быть услышаны насекомыми, другими млекопитающими и, возможно, другими растениями. Об этом пишет 31 марта портал Phys.org.
Хотя ультразвуковые колебания растений регистрировались и ранее, это первое свидетельство того, что они передаются по воздуху, что делает их более релевантными для других организмов в окружающей среде. «Растения постоянно взаимодействуют с насекомыми и другими животными, и многие из этих организмов используют звук для общения», — говорит старший автор проекта Лайлах Хадани, биолог-эволюционист из Тель-Авивского университета.
Исследователи использовали микрофоны для записи здоровых и подверженных стрессу растений томатов и табака сначала в звукоизолированной акустической камере, а затем в более шумной тепличной среде. Они подвергли растения стрессу двумя способами: не поливая их в течение нескольких дней и обрезая их стебли. Затем к определению разницы между поврежденными, испытывающими жажду и не находящимися в состоянии стресса растениями подключили алгоритм машинного обучения.
Выяснилось, что, по сравнению с другими, растения, находящиеся в состоянии стресса, издают больше звуков. Они напоминают хлопки или щелчки, и одно растение, находящееся в состоянии стресса, издает около 30-50 таких щелчков в час с кажущимися случайными интервалами. Однако находясь в спокойном состоянии, растения издают гораздо меньше звуков.
В ходе экспериментов растения, испытывающие нехватку воды, начинали издавать звуки еще до того, как были заметно обезвожены, и частота звуков достигла максимума через пять дней без воды, а затем снова снижалась после полного высыхания. Типы издаваемых звуков различались в зависимости от причины стресса. Алгоритм машинного обучения смог точно отличить обезвоживание от стресса при обрезании листьев, а также определить, исходят ли звуки от помидора или табака.
Хотя исследование было сосредоточено на растениях помидоров и табака из-за простоты их выращивания и стандартизации в лабораторных условиях, ученые обнаружили, что кукуруза, пшеница, виноград и кактусы тоже издают звуки, когда испытывают стресс.
Неясно, издают ли растения эти звуки для общения с другими организмами или нет, но тот факт, что они существуют, имеет большие экологические и эволюционные последствия. «Вполне возможно, что другие организмы могли эволюционировать, обладая способностью слышать эти звуки и реагировать на них», — говорит Хадани. «Например, мотылек, который намеревается отложить яйца на растение, или животное, которое намеревается съесть его, могут ориентироваться на издаваемые звуки, чтобы принять то или иное решение».
