栗子
人類在承受巨大壓力又無處釋放的時候,可能會跑到一個空曠的地方用力大喊,仿佛這樣就能把積壓的情緒排出體外,讓它消散在空氣里。
假如一株植物遭遇生存壓力,想到處亂跑或許不大現(xiàn)實。但即便不能輕易移動,它發(fā)出的聲音依然可以飄到更遠(yuǎn)的地方。
通常,普通人只靠自己的耳朵很難聽到這些聲音,所以才會以為植物是一群沉默的生命。但實驗室里的科學(xué)家卻在設(shè)備的幫助下,收集到了植物“吶喊”時的聲波。
受了傷,就尖叫
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)定了兩種困境:一是干旱,二是莖被切斷。
接受這些考驗的選手,都是比較常見的植物,如番茄。實驗開始前,它們都在濕潤的土壤中健康地生長。實驗開始后,植物的命運就有了分別:一部分再也沒被澆水,一部分被切斷了莖,還有一部分在正常的條件下繼續(xù)生長,是對照組。
實驗在隔音箱里進(jìn)行,收音設(shè)備就放在距離植物10厘米的地方,檢測植物受到不同傷害后,會發(fā)出怎樣的聲音。
結(jié)果,不論是遭受干旱威脅的植物,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,頻率在20000~100000赫茲,是超聲波。
人類的耳朵通常只能聽到頻率為20~20000赫茲的聲音,且隨著年齡漸長,這個范圍還會縮小。所以,如果把收音設(shè)備換成一個人,站在距離植物10厘米的地方,不太可能捕捉到那么高頻率的“尖叫”。
這些叫喊聲,還出現(xiàn)得十分頻繁。受到干旱威脅的番茄植株,平均每小時發(fā)出35聲叫喊。而當(dāng)莖被切斷,番茄植株在接下來的一個小時內(nèi),平均發(fā)出25聲叫喊。相比之下,沒有遭遇干旱又沒有被切斷莖的植物,只是偶爾發(fā)出聲音,平均每小時不到一次。
所以,科學(xué)家相信,這些超聲波就是植物面臨生存壓力時的反應(yīng)。當(dāng)然,除了缺水和莖被切斷,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。
這聲音是怎么產(chǎn)生的
聲音,無非是物體發(fā)生了振動。
早在20世紀(jì)6O年代,就有科學(xué)家在植物遭受干旱時檢測到了振動。如今在工業(yè)領(lǐng)域,人們也常常用聲發(fā)射的原理,來檢驗一塊材料是否有缺陷。如果利用多枚傳感器,還可以確定缺陷所在的具體位置。
只不過,用聲發(fā)射來檢測某塊材料或某株植物的時候,通常需要把傳感器直接連在被測的物體上。所以在過往研究中,科學(xué)家雖然捕捉到了植物的聲音,但聲波都是依靠植物本身來傳播并被設(shè)備接收到的,不能證明外界也有機會聽到那些聲音。
但這一次,特拉維夫大學(xué)的研究團隊把收音設(shè)備放在距離植物10厘米的地方,就證明了植物在缺水或是莖被切斷的情況下,發(fā)出的超聲波確實在空氣里傳播了。這意味著,即便人類聽不到超聲波,也可能有其他動物聽得到。
科學(xué)家說,他們收集到的那些超聲波,許多哺乳動物和昆蟲站在3~5米之外也可能聽到。這對研究者來說十分重要。
超聲波和超聲波有區(qū)別
研究團隊發(fā)現(xiàn),雖然在干旱和莖被切斷時,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)出的超聲波還是有差別的。
科學(xué)家說,如果某種在植物身上寄生的昆蟲能聽出超聲波的不同,就有可能利用這個信息,不在一株干旱的植物上產(chǎn)卵。如果在植物身上取食的昆蟲的天敵能聽出超聲波的不同,就有機會順著超聲波傳來的方向,捕捉到更多的昆蟲,保護(hù)植物的安全。
另外,能聽到聲音的不只是動物。過往的研究顯示,植物也擁有很強的感知能力,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,而另一株植物聽到了它的尖叫聲,同樣可能觸發(fā)植物的某種機制來保護(hù)自己。
當(dāng)然,在這些想法得到證實之前,科學(xué)家們還有很長的路要走。