受压植物发出空气传播的声音 可以在一米多远的地方检测到

受压植物听起来像什么?有点像泡沫包装被戳破了。以色列的研究人员在30月<>日的《细胞》杂志上报告说，受到压力的番茄和烟草植物 - 脱水或茎被切断 - 发出的声音在音量上与正常的人类对话相当。这些噪音的频率太高，我们的耳朵无法检测到，但它们可能被昆虫、其他哺乳动物和其他植物听到。

“即使在一个安静的领域，实际上也有我们听不到的声音，这些声音携带信息，”资深作者，特拉维夫大学的进化生物学家和理论家Lilach Hadany说。“有些动物可以听到这些声音，所以有可能发生很多声学相互作用。

尽管以前已经记录了植物的超声波振动，但这是它们在空气中传播的第一个证据，这一事实使它们与环境中的其他生物更相关。“植物一直在与昆虫和其他动物互动，其中许多生物使用声音进行交流，因此植物根本不使用声音是非常不理想的，”Hadany说。

研究人员使用麦克风记录健康和压力大的番茄和烟草植物，首先是在隔音的声学室中，然后在嘈杂的温室环境中。他们通过两种方法对植物施加压力：几天不给它们浇水，并剪掉它们的茎。在记录植物后，研究人员训练了一种机器学习算法来区分无压力植物、口渴植物和切割植物。

研究小组发现，受压植物比无压力植物发出更多的声音。植物的声音类似于爆裂声或咔嗒声，单个受压植物每小时以看似随机的间隔发出大约 30-50 次这样的咔嗒声，但无压力植物发出的声音要少得多。“当西红柿完全没有压力时，它们会非常安静，”哈达尼说。

缺水的植物在明显脱水之前开始发出噪音，声音的频率在五天后达到峰值，没有水，然后随着植物完全干涸而再次降低。发出的声音类型因压力原因而异。机器学习算法能够准确区分脱水和切割压力，还可以辨别声音是来自番茄还是烟草植物。

尽管该研究的重点是番茄和烟草植物，因为它们易于在实验室中生长和标准化，但研究小组还记录了各种其他植物物种。“我们发现许多植物 - 例如玉米，小麦，葡萄和仙人掌植物 - 在受到压力时会发出声音，”Hadany说。

这些噪音背后的确切机制尚不清楚，但研究人员认为这可能是由于植物维管系统中气泡的形成和破裂，这一过程称为空化。

植物是否为了与其他生物交流而产生这些声音也不清楚，但这些声音存在的事实具有重大的生态和进化意义。“其他生物可能已经进化到听到并响应这些声音，”Hadany说。“例如，打算在植物上产卵的飞蛾或打算吃植物的动物可以使用这些声音来帮助指导他们的决定。

其他植物也可以倾听并从声音中受益。我们从以前的研究中知道，植物可以对声音和振动做出反应：Hadany和团队的其他几位成员之前表明，当植物“听到”传粉者发出的声音时，植物会增加花蜜中糖的浓度，其他研究表明植物会改变它们的基因表达以响应声音。“如果其他植物在压力实际发生之前有关于压力的信息，它们就可以做好准备，”哈达尼说。

作者说，植物的录音可用于农业灌溉系统，以监测作物的水合状况，并帮助更有效地分配水。

“我们知道那里有很多超声波 - 每次你使用麦克风时，你都会发现很多东西会产生我们人类听不到的声音 - 但植物发出这些声音的事实为交流，窃听和利用这些声音开辟了一条全新的机会途径，”共同资深作者Yossi Yovel说， 特拉维夫大学的神经生态学家。

“所以现在我们知道植物确实会发出声音，下一个问题是 - '谁可能在听?'”哈达尼说。“我们目前正在研究其他生物，包括动物和植物，对这些声音的反应，我们也在探索我们在完全自然的环境中识别和解释声音的能力。

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