Badaniami prowadzonymi na uniwersytecie w Tel Awiwie kierowała prof. Lilach Hadany wraz z prof. Yossim Yovelem.

"Z dotychczasowych badań wiemy, że wibrometry przyczepiane do roślin rejestrują drgania. Ale czy te drgania stają się też falami dźwiękowymi przenoszonymi drogą powietrzną - czyli dźwiękami, które można zarejestrować z dużej odległości? Nasze badanie dotyczyło tego pytania, nad którym badacze debatują od wielu lat” – wyjaśniła prof. Hadany.

Na pierwszym etapie badań naukowcy umieścili rośliny w izolującej akustycznie skrzynce w cichej, odizolowanej piwnicy bez hałasu tła. Mikrofony ultradźwiękowe rejestrujące dźwięki o częstotliwościach od 20 do 250 kiloherców (maksymalna częstotliwość wykrywana przez dorosłego człowieka to około 16 kiloherców) ustawiono w odległości około 10 cm od każdej rośliny. Rejestrowano przede wszystkim dźwięki emitowane przez pomidory i tytoń, ale także pszenicę, kukurydzę, kaktusy i jasnotę różową (Lamium amplexicaule).

Dźwięki podobne do kliknięć czy trzasków pękającego popcornu pod względem głośności odpowiadają mniej więcej ludzkiej mowie, jednak ich wysokie częstotliwości sprawiają, że są poza zasięgiem słyszalności ludzkiego ucha.

„Odkryliśmy, że rośliny zwykle wydają dźwięki, gdy są w stresie; i że każda roślina i każdy rodzaj stresu jest powiązany z określonym, rozpoznawalnym dźwiękiem. Chociaż są one niesłyszalne dla ludzkiego ucha, dźwięki emitowane przez rośliny prawdopodobnie mogą być usłyszane przez różne zwierzęta, takie jak nietoperze, myszy i owady” - opisuja naukowcy.

„Przed umieszczeniem roślin w skrzynce akustycznej poddaliśmy je różnym zabiegom: niektóre rośliny nie były podlewane przez pięć dni, niektóre były ścinane, a niektóre nietknięte. Naszym zamiarem było sprawdzenie, czy rośliny wydają dźwięki i czy na te dźwięki wpływa w jakikolwiek sposób stan rośliny. Nagrania wykazały, że rośliny w naszym eksperymencie emitowały dźwięki o częstotliwości 40-80 kiloherców. Niestresowane rośliny emitowały średnio mniej niż jeden dźwięk na godzinę, podczas gdy zestresowane rośliny – zarówno odwodnione, jak i uszkodzone – wydawały co godzinę dziesiątki dźwięków” – mówiła prof. Hadany.

Zebrane w ten sposób nagrania zostały przeanalizowane przez specjalnie opracowane algorytmy uczenia maszynowego (AI). Algorytmy nauczyły się rozróżniać różne rośliny i różne rodzaje dźwięków i ostatecznie były w stanie zidentyfikować roślinę oraz określić rodzaj i poziom stresu na podstawie nagrań. Co więcej, algorytmy identyfikowały i klasyfikowały dźwięki roślin nawet wtedy, gdy rośliny były umieszczane w szklarni z dużym hałasem w tle. W szklarni badacze obserwowali rośliny długotrwale pozbawione wody i stwierdzili, że ilość emitowanych przez nie dźwięków wzrastała do pewnej szczytowej wartości, a następnie malała.

„W tym badaniu rozwiązaliśmy bardzo stary spór naukowy: udowodniliśmy, że rośliny wydają dźwięki! Nasze odkrycia sugerują, że otaczający nas świat jest pełen dźwięków roślin, a dźwięki te zawierają informacje – np. o niedoborze wody lub zranieniu. Zakładamy, że w naturze dźwięki wydawane przez rośliny są odbierane przez znajdujące się w pobliżu stworzenia, takie jak nietoperze, gryzonie, różne owady, a być może także inne rośliny, które słyszą wysokie częstotliwości i uzyskują odpowiednie informacje. Wierzymy, że człowiek może również wykorzystywać te informacje, mając odpowiednie narzędzia - takie jak czujniki, które mówią hodowcom, kiedy rośliny potrzebują podlewania. Najwyraźniej idylliczne pole kwiatów może być dość hałaśliwym miejscem. Po prostu nie słyszymy dźwięków!" - podkreśliła prof. Hadany.

Dalsze badania mają wyjaśnić między innymi to, jaki mechanizm odpowiada za wydawanie dźwięków przez rośliny, jak wykrywają te odgłosy i reagują na nie ćmy oraz czy inne rośliny też je słyszą.

Więcej informacji w artykule źródłowym (https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.03.009) (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ bar/