Ученые выяснили, что растения издают ультразвуковой визг при стрессе

Хотя в последние годы уже было обнаружено, что растения способны видеть, слышать и обонять, они все еще считались молчаливыми. Но теперь, впервые, они были записаны, издавая воздушные звуки при стрессе, которые, как говорят исследователи, могут открыть новую область точного земледелия, где фермеры прислушиваются к голодающим по воде культурам.

Ицхак Хаит и его коллеги из Тель-Авивского университета в Израиле обнаружили, что растения томата и табака издают звуки на частотах, которые человек не может слышать, когда испытывают стресс из-за нехватки воды или когда их стебель обрезан.

Микрофоны, установленные в 10 сантиметрах от растений, улавливали звуки в ультразвуковом диапазоне от 20 до 100 килогерц, которые, по словам команды, насекомые и некоторые млекопитающие могли бы слышать и реагировать на них с расстояния до 5 метров. К примеру, моль может решить не откладывать яйца на растении, которое сигнализирует о нехватке влаги, предполагают исследователи. Растения могут даже слышать, что другим растениям не хватает воды, и реагировать соответственно, рассуждают они.

“Это открытие может изменить то, как мы думаем о растительном царстве, которое до сих пор считалось почти безмолвным”, - пишут они в своем исследовании, которое еще не было опубликовано в журнале.

Ранее устройства были прикреплены к установкам для регистрации вибраций, вызванных образованием и взрыванием воздушных пузырьков - процесс, известный как кавитация – внутри ксилемных трубок, которые используются для водного транспорта. Но это новое впервые зафиксировало звуки от растений на расстоянии.

В среднем, засухоустойчивые томатные растения издавали 35 звуков в час, а табачные растения-11. Когда стебли растений были срезаны, томатные растения издавали в среднем 25 звуков в течение следующего часа, а табачные растения - 15. 

Исследователи обучили модель машинного обучения различать звуки растений и ветра, дождя и других шумов теплицы, правильно определяя в большинстве случаев, был ли стресс вызван сухостью или разрезом, на основе интенсивности и частоты звука. Жадный до воды табак, похоже, издает более громкие звуки, чем резаный табак, например.

Хотя Хаит и его коллеги смотрели только на томатные и табачные растения, они полагают, что и другие растения могут издавать звуки при стрессе. В предварительном исследовании они также записали ультразвуковые звуки от колючей подушечки кактуса (Mammillaria spinosissima ) и сорного хенбита мертвой крапивы ( Lamium amplexicaule ). Они говорят, что кавитация - это возможное объяснение того, как растения генерируют звуки.

“Предоставление фермерам возможности прислушиваться к нуждающимся в воде растениям может открыть новое направление в области точного земледелия", - предполагают исследователи. 

Они добавляют, что такая способность будет иметь все большее значение по мере того, как изменение климата подвергает засухе все больше районов.

"Предположение о том, что звуки, издаваемые засухоустойчивыми растениями, могут быть использованы в точном земледелии, представляется возможным, если не слишком дорого устанавливать запись в полевых условиях”, - говорит Анна Вишер из Королевского Ботанического сада Кью в Великобритании.

Она предупреждает, что результаты еще не могут быть расширены до других стрессов, таких как избыток соли или высокая окружающая температура, потому что они не могут привести к звукам. Кроме того, не было проведено никаких экспериментов, чтобы показать, может ли моль или любое другое животное слышать и реагировать на звуки, производимые растениями, так что эта идея пока остается спекулятивной, говорит она.

“Если растения издают звуки при стрессе, кавитация является наиболее вероятным механизмом”, - говорит Эдвард Фармер из Университета Лозанны, Швейцария. 

Фармер добавляет, что идея о том, что бабочки могут слушать растения и избегать их, является “слишком спекулятивной”, и в настоящее врем есть много объяснений, почему насекомые избегают одних растений, а не других.