
植物會說話?科學家發現植物會發出人類聽不見的超音波
一項研究發現,有些植物在承受足以威脅生命的壓力時,會發出人耳聽不見的超音波。研究人員根據錄音發現,在不同狀態下植物發出的聲音不相同,意味著這些聲音包含有關植物當前狀態的資訊。
低頻超音波
這項研究目前發表在生物預印本網站 bioRxiv 上,雖然尚未發表於期刊,沒有得到同儕審閱的認證,不過作者認為此研究增加了對全世界植物演化和生態學的科學理解。該論文寫道:「這些發現可能會改變我們對植物王國的思考方式,迄今為止,人們一直認為植物總是保持沉默。」
先前的研究發現,溫度、光照變化以及「草食動物的攻擊」所引起的壓力會改變植物的表型(phenotype),從而導致顏色、氣味和形狀的變化。此外,受脅迫的植物還會釋放出揮發性有機化合物。為了檢查植物是否也發出可觀察的聲音,以色列特拉維夫大學(Tel Aviv University)的研究人員記錄了番茄和煙草植物在缺水、莖被割斷或舒適時的情況。使用的麥克風鎖定在 20 至 150 kHz 之間的超音波範圍進行錄音。
結果發現壓力植物比舒適對照組的植物發出更多的聲音。不僅是更吵,研究人員還聲稱這些植物會根據情況發出不同的聲音,也就是說這些聲音帶有與植物生理狀態相關的訊息。據報導,經過特殊設計的機器學習模型能區分植物的聲音和一般的背景噪音,甚至可以識別植物缺水或被砍伐。
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植物沒有聲帶如何發出聲音?研究人員表示,這可能是植物內部發生「空蝕現象」(cavitation)的結果,即氣泡在木質部中形成並爆炸。先前的研究發現空蝕現象會產生振動,但沒有與傳播聲音產生關連。
這些聲音還能在 5 公尺外的地方聽到。研究人員認為,這個距離表示其他聽覺敏銳的生物,例如老鼠和蛾,可能聽得到並解讀這種聲音。
該論文寫道:「我們的結果表明,動物、人類,甚至可能是其他植物,都可以利用植物發出的聲音來獲取有關植物狀況的資訊。」而這項研究可以對植物及其如何與環境互動,產生新的想法有所幫助,特別是在農業環境。例如可能有助於監測植物是否需要水,可節省用水並提高產量。
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- Khait, I., Lewin-Epstein, O., Sharon, R., Saban, K., Perelman, R., Boonman, A., … Hadany, L. (2019, December 2). Plants emit informative airborne sounds under stress. Retrieved December 18, 2019.
- Dapcevich, M. (2019, December 9). Plants Emit Sounds Too High For Human Ears When Stressed Out. Retrieved December 18, 2019.
- Potters, G., et al., (2007, Feb 6). Stress-induced morphogenic responses: growing out of trouble? Trends Plant Science. DOI:10.1016/j.tplants.2007.01.004