

虽然植物不能像人类一样聊天,但它们并非静默无声。在某些条件下——例如缺水或物理损伤——植物会振动并发出声波。通常情况下,这些声波的频率太高,人耳无法听到,因此未被察觉。
但现在,生物学家可以远距离听到这些声波。特拉维夫大学(以色列)的生物学家 Lilach Hadany 和她的同事们甚至成功地记录了它们。他们今天在《 细胞 》杂志上发表了他们的研究。
Hadany 及其同事的工作属于一个名为“植物生物声学”的小众但正在兴起的领域。虽然科学家们知道植物不仅仅是生态背景中不起眼的装饰——它们会与周围环境互动,例如 释放化学物质 作为防御机制——但研究人员并不完全清楚植物如何响应和产生声音。解决这个谜团不仅可能为农民提供一种新的养护植物的方法,还可能揭示一些奇妙的东西:植物以我们从未意识到的方式拥有感官。
“植物发出的声音在受到某种压力后会更加明显,”德国波恩大学的植物生物声学研究员 František Baluška 说,他并未参与这项新研究。但过去植物生物声学的实验必须在非常近的距离才能测量植物的振动。而 Hadany 和她的同事却能从房间的另一头捕捉到植物的声音。
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研究团队首先在番茄和烟草植物上测试了他们的想法。一些植物被规律浇水,而另一些则被忽视数天——这个过程模拟了干旱条件。最后,最不幸的植物被从根部切断。
在理想条件下生长的植物似乎茁壮成长。但受损和脱水的植物却做了一件奇怪的事情:它们每隔几分钟就会发出咔哒声。
当然,如果你拿着砍刀走进一片干旱的番茄林,砍倒每一株藤蔓,你不会听到一群痛苦的植物在合唱。植物发出的声音是超声波:频率太高,人耳听不到。这在一定程度上解释了为什么研究人员直到现在才感知到这些咔哒声。
“并非每个人都有进行超声波检测的设备,或者有心思去研究这些更宽泛的频率,”英国布里斯托大学生态学家 Daniel Robert 教授说,他不是该论文的作者。

研究人员能够在其他缺水植物中记录到类似的声音,包括小麦、玉米、酿酒葡萄、仙人球和播娘蒿(北半球一种常见的春季杂草)。
生物学家认为,这些咔哒声可能来自木质部,这是在植物中输送水分和养分的“管道”。压力差导致空气气泡进入液体。气泡会生长直到破裂——这个破裂声就是科学家们接收到的噪音。这个过程称为空化。
大多数研究空化的人不是生物学家,他们通常是物理学家和工程师。对他们来说,空化通常是一种烦恼。气泡破裂 会损坏 水下工作的泵、螺旋桨、液压涡轮机和其他设备。但另一方面,我们可以利用空化:例如,在 超声波珠宝清洁器 中。
尽管 已知 在某些条件下(如脱水时)植物会发生空化,但科学家们并不确定这个过程能否完全解释他们听到的植物声音。“可能不止一种机制,”Robert 说。
作者推测,他们的工作最终可以帮助植物种植者,他们可以从远处监听并监测温室里的植物。为了支持这一潜在的未来,Hadany 和她的同事们训练了一个机器学习模型来分解声波,并区分是哪种压力导致了特定的声音。这种技术可以提前给园艺师一个警示,而不是在植物枯萎时才感到惊讶。
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Robert 怀疑,与人类不同,动物可能已经能够听到植物的声音。例如,昆虫在寻找着陆点或产卵地点时,可能会通过倾听植物发出的声音来选择植物,并根据植物的健康状况进行选择。
Robert 解释说:“如果在野外存在一种可观察的品质,如声音(或光或电场),那么一些生物就会进化出利用它的能力。“这就是为什么我们有耳朵。”
如果是这样,也许可以反向工作——植物也可能对声音做出反应。像 Baluška 这样的科学家已经证明,植物可以“听”到外部声音。例如, 研究 表明,一些叶片上的 毛状体 会对蠕虫啃食它们产生的振动做出反应。在实验室里,研究人员 已经看到 一些植物的根尖会朝着传入声音的方向在土壤中生长。
如果是这样, 一些生物学家认为 ,植物可能比我们想象的拥有更复杂的“感官”。
Baluška 说:“植物肯定必须意识到周围发生的事情,因为它们必须每时每刻做出反应,因为环境一直在变化。”“它们必须能够以某种方式理解环境。”