Если поранить растение, оно закричит. Ну, или типа того. Не так, как кричали бы вы или я. Скорее, они издают пикающие или щелкающие звуки на ультразвуковых частотах, недоступных человеческому уху, которые усиливаются, когда растение испытывает стресс. По мнению ученых, это может быть одним из способов, с помощью которых растения сообщают окружающему миру о своем бедственном положении.
“Даже в тихом поле есть звуки, которые мы не слышим, и эти звуки несут информацию. Есть животные, которые могут слышать эти звуки, поэтому есть вероятность, что происходит большое акустическое взаимодействие”, – объясняет эволюционный биолог Лилах Хадани из Тель-Авивского университета в Израиле. – “Растения постоянно взаимодействуют с насекомыми и другими животными, и многие из этих организмов используют звук для общения, поэтому было бы очень неоптимально для растений не использовать звук вообще”.
Растения в условиях стресса не так пассивны, как можно подумать. Они претерпевают сильные изменения, одним из наиболее заметных из которых (по крайней мере, для нас, людей) является выделение довольно сильных ароматов. Они также могут изменять свой цвет и форму.
Эти изменения сигнализируют об опасности другим близлежащим растениям, которые в ответ усиливают свою защиту, или привлекают животных, чтобы те расправились с вредителями, которые могут причинить вред растению. Однако вопрос о том, издают ли растения сигналы другого рода – например, звуки, – до конца не изучен. Несколько лет назад Хадани и ее коллеги обнаружили, что растения могут распознавать звук. Логично было задать следующий вопрос: могут ли они также его издавать?
Чтобы выяснить это, они изучили кусты томатов и табака в разных условиях. Сначала они записали растения без стресса, чтобы получить исходный уровень. Затем они записали растения, которые были обезвожены, и растения, у которых были срезаны стебли. Эти записи проводились сначала в звукоизолированной акустической камере, а затем в обычной тепличной среде.
После они обучили алгоритм машинного обучения различать звуки, издаваемые спокойными растениями, срезанными растениями и обезвоженными растениями.
Звуки, издаваемые ими, похожи на пиканье или щелканье с частотой, слишком высокой для человека, и различимы в радиусе более метра. Ненапряженные растения вообще не издают никаких звуков; они просто стоят, спокойно занимаясь своими делами.
Напротив, растения, находящиеся в состоянии стресса, шумят гораздо сильнее, издавая в среднем до 40 щелчков в час в зависимости от вида. Растения, лишенные воды, тоже имеют заметный звуковой профиль. Они начинают издавать больше щелчков еще до появления видимых признаков обезвоживания, усиливаются по мере того, как растение становится все более пересушенным, а затем затихают по мере увядания.
Алгоритм смог различить эти звуки, а также вид растения, которое их издает. И это не только томаты и табак. Команда протестировала целый ряд растений и обнаружила, что издавание звуков является довольно распространенным. Пшеница, кукуруза, виноград и кактус – все они издавали звуки.
Но есть еще несколько неизвестных. Например, неясно, как они издают звуки. В предыдущих исследованиях было установлено, что обезвоженные растения испытывают кавитацию – процесс, при котором пузырьки воздуха в стебле образуются, расширяются и схлопываются. Это, как при хрусте суставов пальцев человека; что-то подобное может происходить и с растениями.
Мы пока не знаем, могут ли другие стрессовые условия вызывать звуки. Патогены, нападение, ультрафиолетовое облучение, перепады температуры и другие неблагоприятные условия также могут побудить растения начать лопаться, как пузырчатая пленка.
Также неясно, является ли издавание звука адаптивным развитием у растений. Однако команда выяснила, что алгоритм может научиться определять и различать звуки растений. А значит, это могут делать и какие-нибудь животные или насекомые.
Кроме того, они могли научиться реагировать на шум расстроенных растений различными способами. “Например, мотылек, который собирается отложить яйца на растение, или животное, которое собирается съесть растение, могли использовать звуки для принятия решения”, – говорит Хадани. Для нас, людей, последствия довольно очевидны: мы могли бы настроиться на сигнал бедствия растений, испытывающих жажду, и полить их до того, как это станет проблемой.
Но слышат ли растения друг друга и реагируют ли они на сигналы, неизвестно. Предыдущие исследования показали, что растения могут повышать свою устойчивость к засухе в ответ на звук, так что это вполне правдоподобно. И именно в этом направлении команда намечает следующий этап своих исследований.
“Теперь, когда мы знаем, что растения действительно издают звуки, следующий вопрос – “кто может их слушать?””. говорит Хадани. “В настоящее время мы изучаем реакцию других организмов, как животных, так и растений, на эти звуки, а также исследуем нашу способность идентифицировать и интерпретировать звуки в совершенно естественной среде”.
Исследование было опубликовано в журнале Cell.
Читайте также: Ученые исследуют, могут ли растения быть сознательными созданиями