Rośliny „krzyczą”, ale nikt wcześnej tego nie słyszał!

Zdjęcie: Ułamana gałązka drzewa trzymana w garści

Jeśli zranisz roślinę, to ona zacznie wydawać dźwięki – naukowcy znaleźli sposób, aby usłyszeć i rozpoznać sposoby komunikowania roślin dzięki ultradźwięków.

Rośliny „krzyczą” ale nie w ten sam sposób, w jaki robią to ludzie. Zamiast tego emitują odgłosy trzaskania lub klikania o częstotliwościach ultradźwiękowych poza zasięgiem ludzkiego słuchu, które nasilają się, gdy roślina jest poddawana stresowi. Według badania opublikowanego w 2023 roku wynika, iż może to być jeden ze sposobów, w jakie rośliny komunikują otaczający je świat o swoim niepokoju.

➔ PRZECZYTAJ TAKŻE: Rozpoznawaj rośliny dzięki kamery w apce „Flora Incognita”

„Nawet w cichym polu w rzeczywistości istnieją dźwięki, których nie słyszymy, a dźwięki te niosą ze sobą informację. Istnieją zwierzęta, które słyszą te dźwięki, więc istnieje możliwość, iż zachodzi wiele interakcji akustycznych” – stwierdza biolożka ewolucyjna Lilach Hadany z Uniwersytetu w Tel Awiwie w Izraelu. „Rośliny przez cały czas wchodzą w interakcje z owadami i innymi zwierzętami, a wiele z tych organizmów wykorzystuje dźwięk do komunikacji, więc nieoptymalne byłoby, gdyby rośliny w ogóle nie używały dźwięku”.

Rośliny poddane stresowi nie są tak bierne, jak mogłoby się wydawać. Przechodzą dość dramatyczne zmiany, z których jedną z najbardziej zauważalnych (przynajmniej dla nas, ludzi) jest uwalnianie dość silnych aromatów. Mogą także zmieniać swój kolor i kształt.

Zmiany te mogą sygnalizować zagrożenie dla innych pobliskich roślin, które w odpowiedzi wzmacniają swoją własną obronę, lub przyciągają zwierzęta, aby uporały się ze szkodnikami, które mogą szkodzić roślinie.

Jednak to, czy rośliny emitują inne rodzaje sygnałów – na przykład dźwięki – nie zostało w pełni zbadane. Kilka lat temu Hadany i jej współpracownicy odkryli, iż rośliny potrafią wykrywać dźwięk. Logicznym następnym pytaniem, które należało zadać, było to, czy też mogą emitować dźwięki.

Aby się tego dowiedzieć, badacze rejestrowali zachowanie pomidorów i tytoniu w różnych warunkach. Aby uzyskać punkt odniesienia, najpierw zarejestrowali rośliny niezestresowane. Następnie zarejestrowali rośliny, które były odwodnione i rośliny, którym odcięto łodygi. Nagrania te wykonywano najpierw w dźwiękoszczelnej komorze akustycznej, a następnie w normalnym środowisku szklarniowym.

Następnie wytrenowali algorytm uczenia maszynowego, aby rozróżniał dźwięk wytwarzany przez rośliny nie poddane stresowi, rośliny pocięte i rośliny odwodnione.

Dźwięki emitowane przez rośliny przypominają trzaskanie lub klikanie o częstotliwości o wiele zbyt wysokiej, aby człowiek mógł je rozróżnić i wykrywalnej w promieniu ponad metra (3,3 stopy). Rośliny nie zestresowane wcale nie hałasują – po prostu spokojnie spędzają czas, zajmując się innymi swoimi sprawami.

Z kolei zestresowane rośliny są znacznie głośniejsze i emitują średnio do około 40 kliknięć na godzinę, w zależności od gatunku. A rośliny pozbawione wody mają zauważalny profil dźwiękowy. Zaczynają częściej klikać, zanim wykażą widoczne oznaki odwodnienia, nasilają się, gdy roślina staje się bardziej wysuszona, a następnie zanikają, gdy roślina więdnie.

Algorytm był w stanie rozróżnić te dźwięki, a także gatunek rośliny, która je emitowała. I nie chodzi tu tylko o pomidory i tytoń. Zespół przetestował różne rośliny i odkrył, iż wytwarzanie dźwięku wydaje się być dość powszechną czynnością roślin. Zarejestrowano, iż pszenica, kukurydza, winogrona, kaktusy i jasnota różowa (Lamium amplexicaule) także wydają dźwięki.

Ale wciąż jest kilka niewiadomych. Na przykład nie jest jasne, w jaki sposób powstają te dźwięki. W poprzednich badaniach stwierdzono, iż w odwodnionych roślinach występuje kawitacja – proces, w wyniku którego tworzą się pęcherzyki powietrza w łodydze, rozszerzają i zapadają. To, tak jak podczas łamania ludzkich kostek, powoduje słyszalny trzask – coś podobnego może dziać się z roślinami.

Nie wiemy jeszcze, czy inne niebezpieczne warunki również mogą powodować powstawanie dźwięku. Patogeny, ataki, narażenie na promieniowanie UV, ekstremalne temperatury i inne niekorzystne warunki mogą również spowodować, iż rośliny zaczną klikać jak folia bąbelkowa.

Świecące rośliny mogą oświetlać miasta?

Nie jest również jasne, czy wytwarzanie dźwięku jest procesem adaptacyjnym u roślin, czy też po prostu czymś, co się zdarza. Zespół pokazał jednak, iż algorytm może nauczyć się identyfikować i rozróżniać dźwięki roślin. Z pewnością jest możliwe, iż inne organizmy mogą robić to samo. Ponadto organizmy te mogły nauczyć się na różne sposoby reagować na hałas zagrożonych roślin.

„Na przykład ćma, która zamierza złożyć jaja na roślinie, lub zwierzę, które zamierza zjeść roślinę, może wykorzystać te dźwięki, aby podjąć decyzję” – powiedziała Hadany.

Dla nas, ludzi, konsekwencje są całkiem jasne: moglibyśmy dostroić się do wezwań pomocy spragnionych roślin i podlać je, zanim stanie się to problemem.

Nie wiadomo jednak, czy inne rośliny czuja i reagują. Poprzednie prace badawcze wykazały, iż rośliny mogą zwiększać swoją tolerancję na suszę w odpowiedzi na dźwięk, więc jest to z pewnością prawdopodobne. I tu zespół wskazuje kolejny etap swoich badań.

„Teraz, gdy wiemy, iż rośliny rzeczywiście emitują dźwięki, kolejne pytanie brzmi: «kto lub co może je usłyszeć?»” – powiedział Hadany.

„Obecnie badamy reakcje innych organizmów, zarówno zwierząt, jak i roślin, na te dźwięki, a także badamy naszą zdolność identyfikowania i interpretowania dźwięków w całkowicie naturalnym środowisku”.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Cell.

źródło: Science Alert | Tel Aviv University
zdjęcie wykorzystane we wpisie pochodzi z Depositphotos