你知道嗎,，植物王國(guó)并不沉默

　　煙草和番茄面對(duì)威脅會(huì)“尖叫”

　　自達(dá)爾文時(shí)代起，人們?cè)谥参飳?duì)外界感知應(yīng)變能力方面的研究可謂車載斗量，也認(rèn)識(shí)到植物雖不能移動(dòng),，但也絕不是呆頭呆腦,。然而，此前的研究多停留在感知以及有機(jī)化合物,、光電信號(hào)的傳遞上,，對(duì)植物通過聲波傳遞信息的研究還罕有報(bào)道，人們普遍認(rèn)為植物王國(guó)幾乎是沉默的,。

　　然而最近,，以色列特拉維夫大學(xué)的艾·卡伊特和歐文·萊溫·愛潑斯坦等人所做的一項(xiàng)研究，首次證明了植物在壓力下會(huì)發(fā)出可遠(yuǎn)程檢測(cè)且信息量豐富的聲音,，這一發(fā)現(xiàn)或?qū)⒏淖內(nèi)藗儗?duì)“沉默”的植物王國(guó)的傳統(tǒng)認(rèn)知,。

　　此前并未探測(cè)到植物發(fā)出聲波

　　聲音本質(zhì)上是一種波，通過空氣傳播,，傳到人耳朵里引發(fā)鼓膜的振動(dòng),。聲音的大小，實(shí)際就是對(duì)這種振動(dòng)強(qiáng)度的反映,。人類的耳朵可以聽到的最低頻率約20赫茲,，最高頻率約2萬赫茲，這是常見的,、較公認(rèn)的理論值,，超過這個(gè)范圍，就只能借助一些工具了,。而一些動(dòng)物,，如狗和貓就能聽到人類聽不到的很細(xì)微的聲音。

　　此前大量研究表明,，當(dāng)植物暴露在干旱或有害昆蟲,、草食動(dòng)物威脅中時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出表型的改變,，比如顏色,、氣味和形狀的變化。它們所散發(fā)的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）也會(huì)影響鄰近的植物,，導(dǎo)致這些植物抗性增強(qiáng),。總的來說,，人們已證明植物能產(chǎn)生視覺,、化學(xué)與觸覺信號(hào)，而其他植物和動(dòng)物有時(shí)也能對(duì)這些信號(hào)做出反應(yīng),。然而,，植物在受到脅迫壓力下會(huì)發(fā)出聲音的情況還沒有得到充分研究,。

　　面對(duì)不同壓力植物“叫聲”也不同

　　長(zhǎng)期從事植物科學(xué)和糧食安全研究的艾·卡伊特和歐文·萊溫·愛潑斯坦等人，把番茄和煙草兩種植物都安置在一個(gè)隔聲的消聲箱中,，在離植物10厘米的地方放置了可接收20到100千赫范圍內(nèi)超聲波的特殊麥克風(fēng)，并錄制番茄和煙草在干旱,、切葉,、割莖以及灌溉等不同實(shí)驗(yàn)條件下的聲音。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，植物在干旱脅迫和被砍切,、侵害的情況下發(fā)出的聲音，明顯多于正常對(duì)照組的植物,。灌溉時(shí)植物發(fā)出的聲音很少,，接下來的4至6天中，隨著干旱程度增加,，每天的聲音數(shù)量增加,，然后隨著植物萎凋、干枯而逐漸減少,。

　　研究人員發(fā)現(xiàn),，面對(duì)不同的壓力源，這些植物會(huì)發(fā)出不同強(qiáng)度的聲音,。

　　當(dāng)煙草植株被榨干水分時(shí),，發(fā)出的聲音比被切斷莖干時(shí)更大。另外,，在沒有直接的環(huán)境威脅或損害的情況下,，植株也會(huì)發(fā)出超聲波，但比較少,。

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,，切斷植株的莖干時(shí)，番茄會(huì)在一小時(shí)內(nèi)發(fā)出25次超聲波“求救”聲響,，煙草則會(huì)發(fā)出15次可能象征“痛苦”的聲響,。而被榨干水分時(shí)，番茄發(fā)出的聲響次數(shù)更多,，一小時(shí)達(dá)35次,，而煙草會(huì)發(fā)出11次聲音。

　　研究項(xiàng)目還首次報(bào)告了在20至100千赫超聲波范圍內(nèi)的植物聲音,，可被3至5米距離內(nèi)的老鼠,、飛蛾等聽覺敏銳的動(dòng)物感受到。

　　一些生物可以聽到植物的聲音并做出反應(yīng)

　　這項(xiàng)研究目前發(fā)表在生物預(yù)印本網(wǎng)站bioRxiv上,，雖然尚未發(fā)表于期刊并得到同行的審閱和認(rèn)證,，不過研究者認(rèn)為,，研究將促進(jìn)人類對(duì)全世界植物演化和生態(tài)學(xué)的科學(xué)理解。

　　在一項(xiàng)初步研究中,，他們還成功地記錄了來自刺五加和鳳仙花等不同類群植物的聲音,。因此他們預(yù)計(jì)許多植物都有發(fā)出聲音的能力，但這些聲音的確切特征以及群體之間的相似性尚待確定,。未來的研究可探究不同狀態(tài)下植物發(fā)出的聲音,，包括疾病、寒冷,、食草動(dòng)物攻擊或極端紫外線輻射等其他脅迫,，以及開花、結(jié)果等各個(gè)生命階段,。一旦構(gòu)建了一個(gè)大型植物聲音庫(kù),，就可以通過現(xiàn)代工具對(duì)其進(jìn)行分析，以獲得更多的認(rèn)知,。

　　艾·卡伊特等人還提示,，植物聲音產(chǎn)生的機(jī)制可能是氣穴作用，即氣泡在木質(zhì)部形成和爆炸的過程,。不管其產(chǎn)生機(jī)制如何,，這些聲音都攜帶著信息，并且可以被其他生物體探測(cè)到,。

　　“研究已經(jīng)證明了機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以有效地對(duì)植物聲音進(jìn)行分類,。因此，其他有機(jī)體可能也進(jìn)化出了對(duì)這些聲音進(jìn)行分類并對(duì)其做出反應(yīng)的能力,?！卑たㄒ撂氐热伺e例說，西紅柿和煙草是飛蛾幼蟲的寄主,，飛蛾能夠聽到實(shí)驗(yàn)記錄的頻率和強(qiáng)度的超聲波并做出反應(yīng),，這些蛾子會(huì)避免在發(fā)出壓力聲音的植物上產(chǎn)卵。

　　他們假設(shè),，另一些捕食者可能也會(huì)利用植物的狀態(tài)信息為自己謀利,，例如，如果植物對(duì)毛蟲的攻擊發(fā)出聲音,，蝙蝠等捕食者可以利用這些聲音來探測(cè)被攻擊的植物并捕食毛蟲,，從而幫助植物；而附近的植物可能也會(huì)聽到其他植物受干旱脅迫或受傷的信息,，并作出減少蒸發(fā)等相應(yīng)反應(yīng),。

　　或許，未來經(jīng)過深入研究,，一種植物信號(hào)傳導(dǎo)的新途徑或?qū)⒋蟀子谔煜?，到那時(shí),，人與植物實(shí)現(xiàn)“對(duì)話”或?qū)⒉皇菈?mèng)。（記者 趙漢斌）

【糾錯(cuò)】

責(zé)任編輯： 黃浩