Учёные зафиксировали звуки от томатов, табака и кактусов во время стресса
Учёные зафиксировали, что растения издают звуки, когда испытывают стресс. Прислушиваясь к таким сигналам фермеры смогут экономить воду и принимать другие меры.
Даже в тихом поле на самом деле существуют неслышимые человеческим ухом звуки, которые несут информацию, пишет эволюционный биолог Тель-Авивского университета и ведущий автор научной работы Лилах Хадани. Он указывает, что табак и томаты издают щёлкающие звуки во время обезвоживания и срезания. Люди не могут слышать их, поскольку частота звука слишком высока для обнаружения.
Исследователи разместили в теплице и звуконепроницаемой акустической камере микрофоны, чтобы прослушивать растения в здоровом состоянии, при обезвоживании и после обрезки стеблей.
Научная группа установила, что растения регулярно издают звуки и становятся громче в кризисных ситуациях. Здоровые растения в контрольных группах издавали в среднем менее одного звука в час, а при срезании томатов и табака число сигналов возрастало до 25 и 15 в час.
Эти звуки были более продолжительными у растений, которые страдали от отсутствия влаги. В первые несколько дней без воды они издавали всё больше шума, достигая максимальных показателей, прежде чем затихнуть при засыхании. Таким образом исследователи обнаружили возможность определять по звуку разницу между степенью обезвоживания растений.
Для учёных остаётся загадкой, как именно растения издают звуки. Одна из гипотез указывает на, что шум образуют лопающиеся в сосудистой системе растений пузырьки воздуха. Это явление, называемое кавитацией, характерно для растений, испытывающих обезвоживание.
Учёные понизили частоту записи, чтобы люди могли услышать производимые растениями звуки.
Основой исследования стали наблюдения за томатами и табаком, однако научная группа также записывала другие культуры, включая кукурузу, кактусы и пшеницу, которые также издавали звуки во время стресса. Виноград сорта Каберне Совиньон в кризисных ситуациях издаёт звуки, похожие на скуление.
Такой шум потенциально могут слышать другие живые существа на расстоянии до нескольких метров и, вероятно, извлечь из сигналов полезную информацию. К примеру, мыши и мотыльки способны улавливать высокий тон звука томатов. Этот тип бабочек откладывает потомство на томатные культуры, а прислушиваясь к сигналам они смогут определить, какое растение обеспечит наилучшие шансы на выживание.
Кроме того, некоторые виды растений также реагируют на звук, чтобы подготовиться к кризисным ситуациям, в том числе к засухе.
В будущем при помощи прослушивающих датчиков фермеры смогут определять состояние здоровья и потребности растений. Применение алгоритмов в сочетании с мониторингом звуков позволит сэкономить до 50% воды, используемой в сельском хозяйстве, пишут авторы работы.
Научная работа «Sounds emitted by plants under stress are airborne and informative» опубликована 30 марта 2023 года в журнале Cell (DOI: 10.1016/j.cell.2023.03.009).
