Дослідники виявили, що рослини реагують на стрес високочастотними звуками (ФОТО)
Старий Ганс Халбіг завжди співав для кущів помідорів у своїй теплиці. 85-річний калгарієць (мій сусід) здогадувався, що спів допомагає рослинам рости. Але Ганс, мабуть, не знав, що його рослини, скоріш за все, видавали звуки у відповідь.
Докази свідчать про існування такої точки зору: людський спів вивільняє сприятливий для рослин вуглекислий газ CO2, випромінюючи при цьому вібрації, які, зокрема, стимулюють ріст рослин. Але нові дослідження свідчать про друге: рослини видають звуки, і ці звуки несуть інформацію про їхній стан.
Ганс був недалекий від істини.
Нещодавно вчені з Тель-Авівського університету вперше записали та проаналізували характерні звуки, які видають різні види рослин, в тому числі томати, і виявили, що ці звуки відповідають рівню стресу піддослідних.
Рослини видавали високочастотні «клацання», що нагадують хлопання попкорну, і хоча ці звуки приблизно такої ж гучності, як людська мова, їхня частота надто висока, щоб людське вухо могло їх почути.
«З попередніх досліджень ми знаємо, що віброметри, прикріплені до рослин, реєструють вібрації, але чи стають ці вібрації також звуковими хвилями, що поширюються в повітрі — звуками, які можна записати на відстані?» — запитав професор Лілах Хадані зі Школи рослинництва та продовольчої безпеки. «Наше дослідження дало відповідь на це питання, над яким вчені дискутують вже багато років».
Дослідницька група під керівництвом Хадані опублікувала свою роботу в журналі Cell. Автори пишуть: «Ми виявили, що рослини зазвичай видають звуки, коли перебувають у стані стресу, і що кожна рослина і кожен тип стресу асоціюється з певним звуком, який можна ідентифікувати. Невідчутні для людського вуха, звуки, які видають рослини, ймовірно, можуть бути почуті різними тваринами, такими як кажани, миші та комахи».
На першому етапі дослідження рослини помістили в акустичні ящики в тихому підвалі без фонового шуму. Зосередившись переважно на рослинах томатів і тютюну, вчені встановили ультразвукові мікрофони на відстані близько 10 сантиметрів від кожної рослини та записали звуки на частотах від 20 до 250 кілогерц — найвища частота, яку може розпізнати людське вухо, становить 16 кілогерц. Також були протестовані пшениця, кукурудзяний кактус і хенбіт.
Рослини піддавали різним процедурам: одні не поливали протягом п’яти днів, у інших обрізали стебла, а третю групу залишили недоторканою. В ході експерименту перевіряли, чи видають вони звуки та чи вплинуло на них лікування.
«Наші записи показали, що рослини в цьому експерименті видавали звуки на частотах 40-80 кілогерц», — пишуть автори. «Непіддані стресу рослини видавали в середньому менше одного звуку на годину, в той час, як піддані стресу рослини — як зневоднені, так і травмовані — видавали десятки звуків щогодини».
Зібрані записи були проаналізовані спеціально розробленими алгоритмами штучного інтелекту, які успішно розрізняли різні рослини, а також типи й рівні стресу.
Потім рослини перенесли в теплицю, де було багато фонового шуму, але алгоритми змогли розрізнити звуки з точністю до 81%. Рослини були піддані процесу зневоднення, але їхні звуки відстежувалися. Експеримент показав, що кількість звуків зростала зі збільшенням рівня стресу рослин, але зменшувалася після досягнення піку.
Це відкриття може бути використане для моніторингу посівів на предмет наявності вологи та хвороб, пишуть дослідники. Це потенційно може заощадити «до 50% витрат води й підвищити врожайність». Подальші дослідження можуть з’ясувати, який механізм стоїть за цими звуками та чи можуть інші рослини також їх чути.
«Наші результати свідчать про те, що світ навколо нас сповнений звуків рослин, і що ці звуки містять інформацію — наприклад, про нестачу води або травми», — каже Хадані. «Ми припускаємо, що в природі звуки, які видають рослини, розпізнаються істотами, що знаходяться поблизу, такими як кажани, гризуни, різні комахи й, можливо, також інші рослини, які можуть чути високі частоти та отримувати відповідну інформацію. Ми вважаємо, що люди також можуть використовувати цю інформацію, маючи відповідні інструменти, такі як датчики, які повідомляють садівникам, коли рослини потребують поливу. Вочевидь, поле квітів може бути доволі галасливим місцем. Просто ми не чуємо цих звуків».
Старий садівник Ганс, мабуть, був би радий це почути.