不要以為植物很安靜,受到什么打擊都不聲不響,其實(shí)是我們的耳朵沒聽到而已。實(shí)驗(yàn)室里的研究人員在設(shè)備的幫助下,收集到了植物“吶喊”時的聲波。那么,植物的聲音是怎么產(chǎn)生的?
植物在遇到壓力時是會發(fā)出聲音的。通常,人類只靠自己的耳朵很難聽到這些聲音,但實(shí)驗(yàn)室里的研究人員卻在設(shè)備的幫助下,收集到了植物“吶喊”時的聲波。
受了傷,就尖叫
來自以色列特拉維夫大學(xué)的伊扎克·凱特和他的同事為了捕捉植物的聲音,給它們設(shè)定好兩種困境,一是干旱,二是莖被切割。
接受這些考驗(yàn)的“選手”都是我們比較常見的植物——番茄和煙草。實(shí)驗(yàn)開始前,它們都在濕潤的土壤中健康地生長。而實(shí)驗(yàn)開始后,植物的命運(yùn)就有了區(qū)別:一部分再也沒被澆水,一部分被切斷了莖,還有一部分繼續(xù)在正常的條件下生活,是對照組。
實(shí)驗(yàn)在隔音箱里進(jìn)行,收音設(shè)備就放在距離植物10厘米遠(yuǎn)的地方。結(jié)果,不論是遭受干旱脅迫的植物,還是莖被切斷的植物,都發(fā)出了不小的聲響:音量在65分貝左右(通常人面對面講話的音量約有60分貝),頻率在20000至100000赫茲之間,是超聲波。人類的耳朵大概只能聽到20至20000赫茲之間的聲音,不太可能捕捉到那么高頻率的“尖叫”。
所以研究人員相信,這些超聲波就是植物面臨生存壓力時的反應(yīng)。當(dāng)然,除了缺水和被切,植物還會面臨許多其他的壓力,未必每一種都能形成尖叫聲。
植物的聲音是怎么產(chǎn)生的
那么,植物的聲音是怎么產(chǎn)生的?
早在上世紀(jì)60年代,就有科學(xué)家在植物干旱時檢測到了振動,并且相信那些振動是空穴現(xiàn)象帶來的。缺少水分時,植物的木質(zhì)部當(dāng)中,水里溶解的空氣會形成氣泡,然后氣泡不斷膨脹乃至爆裂,這便是一種空穴現(xiàn)象。
而空穴現(xiàn)象會讓植物體內(nèi)的應(yīng)力重新分布,當(dāng)應(yīng)力在一個部位集中起來,就有可能快速釋放出大量的能量,即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了聲能,所以這個過程被稱為“聲發(fā)射”。
半個多世紀(jì)前的研究者,正是通過檢測植物發(fā)射出的波形,發(fā)現(xiàn)了它在振動。
而現(xiàn)在,特拉維夫大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)把收音設(shè)備放在10厘米遠(yuǎn)的地方,就證明了植物在缺水或是遭受切割的情況下,發(fā)出的超聲波確實(shí)在空氣里傳播了。這意味著即便人類聽不到,還可能有其他動物能聽到。
植物對聲音有所感知
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),雖然在干旱和莖被切割時,植物都發(fā)出了超聲波,但在兩種不同的壓力之下,植物發(fā)出的超聲波還是有些差別。
研究人員寫了一個機(jī)器學(xué)習(xí)算法,也就是AI(人工智能),把兩種情況下收集到的聲波投喂給AI,幫它訓(xùn)練出區(qū)分干旱植物和被切植物的能力。訓(xùn)練完成后,AI分辨二者的正確率超過了70%。這表明也許其他動物聽了也有可能分辨出來。
另外,能聽到聲音的不只是動物。研究顯示,植物也擁有很強(qiáng)的感知能力,除了對觸摸有反應(yīng)(如含羞草會閉合),對包含聲音在內(nèi)的許多刺激也都有反應(yīng)。如果一株植物陷入了干旱的困境,而另一株植物聽到它的尖叫聲,同樣可能觸發(fā)某種機(jī)制來保護(hù)自己。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (《環(huán)球科學(xué)》)