植物“说话”的奥秘如何被揭开(植物的声音是怎么样的)

新华社耶路撒冷4月27日电(记者王卓伦)在以色列特拉维夫大学乔治·S·怀斯生命科学学院的门外,一排由白色塑料薄膜搭建起的实验室看起来如同普通的温室大棚。正是在这里,研究人员通过实验揭示了看似“静默无语”的植物“说话”的奥秘。

近日,以色列特拉维夫大学的研究人员在美国《细胞》杂志上发表论文说,植物会在受到压力时发出更多声音,只不过植物发出的独特声音频率很高,超出了人耳的听觉范围。

植物“说话”的奥秘如何被揭开(植物的声音是怎么样的)

4月19日,在以色列特拉维夫大学乔治·S·怀斯生命科学学院的大棚实验室,该学院植物科学与食品安全系教授莉拉赫·哈达尼介绍植物“说话”的研究成果。新华社记者陈君清摄

记者日前实地探访了乔治·S·怀斯生命科学学院的大棚实验室。走进大棚,首先映入眼帘的是置于一盆番茄植株前的两个超声波麦克风,它们便是研究人员为植物安放的“话筒”。领衔这项研究的乔治·S·怀斯生命科学学院植物科学与食品安全系教授莉拉赫·哈达尼介绍说,这种特殊“话筒”主要应用于蝙蝠超声波信号研究,内置的传感器能将超声波信号转换为更易被人识别的号。

“嗒……嗒……嗒……”一盆番茄植株发出的声音被转换成人耳能听到的声音,清晰回荡在大棚内,旁边的电脑屏幕上显示着这一声音的声波波形。记者看到,“话筒”与番茄植株距离约10厘米,两者并不直接接触。哈达尼说,这样放置是为了排除干扰。

据她介绍,在实验过程中,研究人员将缺水、茎被剪断等压力状态下的植物和水分充足、完好无损的植物同时置于隔音箱内,并把这些隔音箱放在安静、隔离、没有背景噪音的地下室。后来,他们又将装有植物的隔音箱放在有大量背景噪音的温室中,通过记录植物处在不同条件下的发声情况建立起广泛的音频数据库。

研究人员还用专门开发的机器学习算法识别和分析收集到的声音。结果显示,植物发出的声音频率范围为40千赫至80千赫,超过了约16千赫的人耳听力上限。

“通过算法工具,植物的声音可以从温室里的各种噪音中被分离出来——包括人交谈的声音、空调和电脑等设备的噪音、室外的雨声等,准确率超过99%。”哈达尼说。

植物“说话”的奥秘如何被揭开(植物的声音是怎么样的)

4月19日,在以色列特拉维夫大学乔治·S·怀斯生命科学学院的大棚实验室,植株发出的声音通过超声波麦克风转换为号后在电脑屏幕上以声波波形显示。新华社记者陈君清摄

特拉维夫大学就这项研究发表的声明说,未感到压力的植物平均每小时发出不到一次声音,而“压力山大”的植物每小时会发出几十次声音。哈达尼进一步向记者解释说,在不同“口渴”程度下,植物的发声情况也明显不同。例如,针对番茄植株的实验显示,植株在停止浇水的第二天被监测到发声,接下来这种发声变得愈加频繁,到第五天时发声次数达到峰值,然后呈下降趋势。

“因此,当番茄植株感到极度痛苦时,它反而不会发出任何求救声了。”哈达尼说,据此可以推测,植物的声音很可能是在缺水过程中、而非在完全无水状态时发出的。她表示,未来随着相关传感器的研发,这类信息将为植物何时需要浇水提供重要依据,进一步助力精准灌溉。

研究人员近日接受《以色列时报》采访时说,植物能够发出声音可能与茎中的“气穴”现象有关。当植物感到压力时,气泡会在木质部中成形、膨胀和坍塌。木质部指维管植物体内具有输导和机械作用的一种复合,由导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞等组成,常与韧皮部结合组成维管束,分布在植物体内形成维管系统。

哈达尼表示,研究还发现,不同植物发出的声音会有所不同。她拿出手机,此前监测到的葡萄藤株发出的声音。记者听到,相比于番茄植株的声音,葡萄藤株发出的声音更尖锐。

“除这两种植物外,目前我们还已监测到烟草、小麦、仙人掌的植株发出的声音。通过声波转换装置,人耳能分辨出它们发出的声音存在明显差异。”哈达尼说。

既然植物并非“静默无语”,那么它们“说话”能被其他植物或动物听到、甚至存在彼此交流的可能性吗?研究人员认为,植物发出的声音可能会被听觉较灵敏的哺乳动物和昆虫在近距离内听到,例如蝙蝠、老鼠、飞蛾等,但这需要进一步实验证实。或许在不久的将来,人类会探索到一个更丰富的植物声音世界。

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