Растения на самом деле кричат от стресса и боли, мы просто никогда их не слышали
- Растения издают ультразвуковые сигналы при стрессе, которые, вероятно, могут воспринимать некоторые животные, но не люди.
- Исследование показывает, что растения "кричат" от стресса, и эти звуки могут быть способом коммуникации с другими организмами.
- Алгоритмы машинного обучения могут различать типы стресса по звукам растений, что может помочь в мониторинге их состояния в сельском хозяйстве.
Растения издают звуки, когда находятся в стрессе, однако мы их не слышим – эти сигналы происходят в ультразвуковом диапазоне. Новое исследование доказывает: растения "кричат" от боли, и, возможно, другие живые организмы об этом всегда знали.
Они кричат
Растения действительно могут "кричать", когда находятся в стрессе – просто человеческое ухо не способно воспринимать эти звуки. Ученые уже предполагали, что растения могут реагировать на боль, а теперь наука фактически подтверждает это. В стрессовых условиях, таких как повреждение или обезвоживание, растения начинают выдавать "щелчки" на ультразвуковых частотах – слишком высоких для нашего слуха. Эти звуки несут информацию и, как считают исследователи, могут быть способом коммуникации с внешним миром, сообщает 24 Канал со ссылкой на Cell Press.
Смотрите также Ученые узнали, как древние цветы выживали миллионы лет назад, когда не существовало пчел
Эволюционный биолог Лилах Хадани из Тель-Авивского университета объясняет, что даже в тихом поле есть звуки, которые мы не слышим, и они содержат информацию. Некоторые животные могут это слышать, поэтому, возможно, в природе существует сложное звуковое взаимодействие между организмами, которого человек никогда не замечал. Поскольку многие животные общаются звуками, было бы странно, если бы растения не пользовались тем же каналом.
Стресс у растений проявляется различными способами: они не только меняют цвет, форму или запах. Эти изменения предупреждают соседние растения об опасности или привлекают животных, способных помочь. Но звуковые сигналы долгое время оставались загадкой.
Несколько лет назад команда Лилах Хадани выяснила, что растения умеют распознавать звук. Следующим логическим шагом стало выяснение: могут ли они его создавать. Для этого исследователи записывали звуки, которые выдают томаты и табак в нормальном состоянии и во время стресса, в частности обезвоживания и обрезки стеблей. Записи проводили как в звукоизолированной камере, так и в тепличных условиях.
После этого команда использовала машинное обучение, чтобы научить алгоритм различать звуки: спокойного растения, обезвоженного и раненого. Щелчки, которые они издавали, были четкими, хоть и неслышными для человека. Их можно было зафиксировать на расстоянии более метра. Растения без стресса издавали мало шума, но те, что переживали стресс, – до 40 щелчков в час.
Интересно, что обезвоженные растения начинали "кричать" еще до того, как становились видимыми признаки засухи. Со временем интенсивность звуков нарастала, а затем ослабевала, когда растение начинало увядать. Алгоритм не только распознавал тип стресса, но и даже различал виды растений.
Это явление не ограничивается помидорами или табаком. Пшеница, кукуруза, виноград, кактусы и несколько других видов тоже издают звуки. Однако как именно растения это делают – вопрос открытый. Одна из гипотез – кавитация: когда в стеблях образуются и разрушаются пузырьки воздуха, как при треске суставов у человека.
Пока неизвестно, или другие факторы стресса, такие как патогены, ультрафиолет или перепады температуры, тоже вызывают звуковую реакцию. А также – является ли эта способность результатом эволюции, или побочным эффектом других процессов.
В то же время исследователи доказали, что искусственный интеллект способен научиться распознавать эти сигналы. Возможно, и животные, и насекомые также умеют их "слышать" и реагировать соответственно. Например, бабочки могут решить не откладывать яйца на растение, которое "кричит", а травоядные – выберут другую жертву вместо той, которая умирает от болезни или без воды. Человечество же в перспективе сможет использовать эти сигналы для точного мониторинга состояния растений в сельском хозяйстве, чтобы вовремя поливать жаждущие культуры или выявлять заболевания.
Пока неясно, или другие растения тоже способны реагировать на эти сигналы. Ученые говорят, что теперь, когда мы знаем, что растения издают звуки, следующий вопрос – кто их слушает. Следующие эксперименты должны показать, как организмы – как растения, так и животные – реагируют на эти сигналы в естественной среде.