Shutterstock

Jika anda seperti saya, anda telah berjaya membunuh tumbuhan dalaman yang paling tegar (ya, walaupun mendapat ijazah kedoktoran dalam biologi tumbuhan). Tetapi bayangkan dunia di mana tumbuhan anda sebenarnya memberitahu anda dengan tepat apabila mereka memerlukan penyiraman. Pemikiran ini, ternyata, mungkin tidak begitu bodoh.

Anda mungkin biasa dengan badan kerja yang semakin meningkat itu menyediakan bukti untuk tumbuhan dapat merasakan bunyi di sekelilingnya. Kini, penyelidikan baharu mencadangkan mereka juga boleh menjana bunyi bawaan udara sebagai tindak balas kepada tekanan (seperti daripada kemarau, atau dipotong).

Pasukan yang diketuai oleh pakar di Universiti Tel Aviv telah menunjukkan tumbuhan tomato dan tembakau, antara lain, bukan sahaja mengeluarkan bunyi, tetapi melakukannya dengan cukup kuat untuk didengari oleh makhluk lain. Penemuan mereka, diterbitkan hari ini dalam jurnal Cell, membantu kita menyesuaikan diri dengan dunia akustik tumbuhan yang kaya - yang bermain di sekeliling kita, namun tidak pernah berada dalam jangkauan pendengaran manusia.

Tumbuhan boleh mendengar, tetapi kini mereka boleh bercakap!

Tumbuhan adalah organisma "sessile". Mereka tidak boleh lari daripada tekanan seperti herbivor atau kemarau.

Sebaliknya, mereka telah mengembangkan tindak balas biokimia yang kompleks dan keupayaan untuk mengubah pertumbuhan mereka secara dinamik (dan menumbuhkan semula bahagian badan) sebagai tindak balas kepada isyarat persekitaran termasuk cahaya, graviti, suhu, sentuhan dan bahan kimia yang tidak menentu yang dihasilkan oleh organisma sekeliling.

Isyarat ini membantu mereka memaksimumkan pertumbuhan dan kejayaan pembiakan mereka, bersedia dan menentang tekanan, dan membentuk hubungan yang saling menguntungkan dengan organisma lain seperti kulat dan bakteria.

Dalam 2019, penyelidik menunjukkan dengungan lebah boleh menyebabkan tumbuhan menghasilkan nektar yang lebih manis. Lain-lain telah menunjukkan white noise dimainkan ke Arabidopsis, tumbuhan berbunga dalam keluarga sawi, boleh mencetuskan tindak balas kemarau.

Kini, pasukan yang diketuai oleh Lilach Hadany, yang juga mengetuai kajian nektar lebah yang disebutkan di atas, telah merekodkan bunyi bawaan udara yang dihasilkan oleh tumbuhan tomato dan tembakau, dan lima spesies lain (grapevine, henbit deadnettle, kaktus pincushion, jagung dan gandum). Bunyi ini adalah ultrasonik, dalam julat 20-100 kilohertz, dan oleh itu tidak dapat dikesan oleh telinga manusia.

Tumbuhan yang tertekan lebih banyak berbual

Untuk menjalankan penyelidikan mereka, pasukan itu meletakkan mikrofon 10cm dari batang tumbuhan yang sama ada terdedah kepada kemarau (kurang daripada 5% kelembapan tanah) atau telah terputus berhampiran tanah. Mereka kemudian membandingkan bunyi yang dirakam dengan bunyi tumbuhan tidak tertekan, serta pasu kosong, dan mendapati tumbuhan tertekan mengeluarkan bunyi yang jauh lebih banyak daripada tumbuhan tidak tertekan.

Dalam tambahan yang menarik pada kertas kerja mereka, mereka juga menyertakan bunyi rakaman, dikurangkan sampel kepada julat yang boleh didengar dan dipercepatkan. Hasilnya ialah bunyi "pop" yang boleh dibezakan.

Bunyi tumbuhan. Khait et al, CC BY-SA282 KB (Muat Turun)

 Bilangan pop meningkat apabila tekanan kemarau meningkat (sebelum mula menurun apabila tumbuhan kering). Selain itu, bunyi boleh dikesan dari jarak 3-5 meter - mencadangkan potensi untuk komunikasi jarak jauh.

Tetapi apa sebenarnya yang menyebabkan bunyi ini?

Walaupun ini masih belum disahkan, penemuan pasukan mencadangkan bahawa "peronggaan" mungkin sekurang-kurangnya sebahagiannya bertanggungjawab untuk bunyi tersebut. Peronggaan ialah proses di mana gelembung udara mengembang dan pecah di dalam tisu pengalir air tumbuhan, atau "xilem". Penjelasan ini masuk akal jika kita menganggap bahawa tekanan kemarau dan pemotongan akan mengubah dinamik air dalam batang tumbuhan.

Tanpa mengira mekanismenya, nampaknya bunyi yang dihasilkan oleh tumbuhan tertekan adalah bermaklumat. Menggunakan algoritma pembelajaran mesin, para penyelidik boleh membezakan bukan sahaja spesies yang menghasilkan bunyi, tetapi juga jenis tekanan yang dialaminya.

Kami kini mempunyai bukti penyelidikan pertama bahawa tumbuhan boleh mengeluarkan bunyi di udara, didengari sehingga beberapa meter jauhnya. Shutterstock

Ia masih perlu dilihat sama ada dan bagaimana isyarat bunyi ini mungkin terlibat dalam komunikasi tumbuhan-ke-tumbuhan atau komunikasi tumbuhan-ke-persekitaran.

Penyelidikan setakat ini gagal mengesan sebarang bunyi daripada batang kayu spesies berkayu (yang termasuk banyak spesies pokok), walaupun mereka dapat mengesan bunyi daripada bahagian bukan berkayu anggur (spesies berkayu).

Apakah maksudnya untuk ekologi, dan kita?

Memang menggoda untuk membuat spekulasi bunyi bawaan udara ini boleh membantu tumbuhan menyampaikan tekanan mereka dengan lebih meluas. Bolehkah bentuk komunikasi ini membantu tumbuhan, dan mungkin ekosistem yang lebih luas, menyesuaikan diri dengan lebih baik untuk berubah?

Atau mungkin bunyi itu digunakan oleh organisma lain untuk mengesan status kesihatan tumbuhan. Rama-rama, sebagai contoh, mendengar dalam julat ultrasonik dan bertelur di atas daun, seperti yang ditunjukkan oleh penyelidik.

Kemudian timbul persoalan sama ada penemuan sedemikian boleh membantu pengeluaran makanan masa depan. The permintaan global kerana makanan hanya akan naik. Menyesuaikan penggunaan air untuk menyasarkan loji individu atau bahagian ladang yang menghasilkan "bising" paling banyak boleh membantu kami mempergiatkan pengeluaran dengan lebih mampan dan meminimumkan sisa.

Bagi saya secara peribadi, jika seseorang boleh memberikan mikrofon kepada tampalan sayuran saya yang diabaikan dan pemberitahuan dihantar ke telefon saya, itu amat dihargai!

Mengenai Penulis

Alice Hayward, Ahli Biologi Molekul, Universiti Queensland

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

ing