То, что царство флоры гораздо сложнее, чем кажется, известно давно. В последние годы учёные обнаружили, что растения слышат приближение насекомых-опылителей, предупреждают друг друга об опасности и даже умеют считать.
Но это, как оказалось, не все сюрпризы, которые скрывает растительный мир. Недавно специалисты из Тель-Авивского университета впервые записали звуки, которое издаёт растение, переживающее стресс.
Ицхак Хаит (Itzhak Khait) и его коллеги обнаружили, что томаты и табак из-за недостатка воды или после подрезания стеблей подают звуковые сигналы. Правда, частоты, на которых "говорят" растения, человеческое ухо услышать неспособно.
Поясним, что Хаит специализируется на изучении жизни растений. Исследователь не первый год занимается молекулярной биологией и экологией. В своём эксперименте учёный располагал микрофоны в 10 сантиметрах от посадок. Чувствительная аппаратура улавливала колебания в ультразвуковом диапазоне (от 20 до 100 килогерц).
Эксперимент показал, что в условиях недостаточного полива кусты томатов издают в среднем 35 "вскрикиваний" в час, а табак – 11.
Подобная реакция наблюдалась и при подрезании стеблей. "Подстриженный" томат производил в среднем 25 звуков в час. Табак подавал сигналы немного чаще, чем при засухе – в среднем 15 раз в течение часа.
Согласно наблюдениям Хаита и его коллег, "крик" в зависимости от ситуации также отличался по интенсивности. К примеру, обезвоженные растения табака издавали более громкие звуки, чем подрезанные.
Всё это учёные выяснили благодаря искусственному интеллекту. Специальный алгоритм научили распознавать интенсивность и частоту колебаний, исходящих от зелёных подопытных и отличать их от шелеста листьев, звуков дождя, ветра и прочих тепличных шумов.
Как же именно растения издают звуки? Ранее специалисты при помощи датчиков, расположенных прямо на стеблях, зарегистрировали вибрации, возникающие из-за так называемой кавитации (образования и взрыва пузырьков воздуха внутри ксилем).
Поясним, что ксилемы – это растительные аналоги сосудов, основная задача которых доставлять воду и полезные вещества от корней к листьям.
Хаит и коллеги предполагают, что выявленные ими звуковые эффекты, возможно, тоже связаны с кавитацией. Однако даже если догадка экспериментаторов верна, до сих пор никому не удавалось зарегистрировать подобные шумы на таком внушительном удалении от растений.
Явление, открытое израильскими экспертами, возможно, имеет глубокий биологический смысл. Например, насекомые хорошо воспринимают ультразвуковые волны. Поэтому, услышав "крик о помощи", некоторые виды мотыльков могут отказаться откладывать на "неблагополучном" растении яйца.
Кроме того, зелёные собратья терпящего бедствие растения, вероятно, способны "услышать" тревожный сигнал о нехватке воды и даже принять меры по собственному выживанию, полагают биологи.
В препринте научной статьи на сайте bioRxiv авторы утверждают, что полученные ими результаты эксперимента помогут изменить взгляд на до сих пор считавшееся "молчаливым" царство растений.
Кстати, Хаит и его коллеги уверены, что не только томаты и табак "сообщают" о неблагополучии. В рамках подготовки к следующему научному проекту учёные уже записали ультразвуковые колебания, исходящие от кактуса из рода маммиллярия, а также яснотки стеблеобъемлющей.
По словам авторов работы, сделанное ими открытие способно стать новой страницей в земледелии. "Прислушиваясь" к сельскохозяйственным культурам, фермеры заранее определят возможную нехватку воды и предотвратят высыхание будущего урожая.
Впрочем, у такого мнения есть и противники: некоторые коллеги израильских биологов считают, что выводы о применимости открытого ими явления в сельском хозяйстве делать пока преждевременно.
Необходимо провести дальнейшие исследования и выяснить, реагируют ли растения так же бурно и на другие важные факторы окружающей среды, например, некомфортную температуру и состав почвы.
Ксения Васильева
