گیاهان وقتی استرس داشته باشند جیغ می‌زنند!

راز بقا: گیاهان زمانی که تحت استرس فیزیکی هستند، نشانه‌هایی بروز می‌دهند، مانند تغییر ظاهر خود و انتشار مواد شیمیایی گازی.

به گزارش راز بقا، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که گیاهان تحت استرس صدا‌هایی را نیز منتشر می‌کنند که در چند متر دورتر قابل تشخیص است. این تحقیق نشان می‌دهد که حیواناتی که با گیاهان در تعامل هستند نیز ممکن است برای تفسیر این صدا‌ها تکامل یافته باشند.

آیا وقتی گیاه گوجه‌فرنگی تشنه است، صدا می‌دهد؟

بر اساس یک مطالعه پیشگامانه که توسط دانشمندان علوم گیاهی انجام شده، پاسخ به این سوال مثبت است.

کار محققان نشان می‌دهد که گیاهان تحت استرس و مشکل، صدا‌های منحصر به فردی را منتشر می‌کنند که می‌تواند از فاصله چند متری تشخیص داده شود.

این‌ها فقط صدا‌های تصادفی نیستند. دانشمندان از مدل‌های یادگیری ماشینی برای شناسایی بیماری‌های فیزیکی گیاه مانند کم‌آبی و آسیب، بر اساس صدا‌های تولیدشده توسط گیاهان استفاده کردند. به عبارت دیگر، گیاهان از صدا‌ها برای انتقال استرس خود استفاده می‌کنند.

این تحقیق پیشرفته که در مجله “Cell” منتشر شده است، دیدگاه مرسوم گیاهان را به عنوان موجوداتی خاموش و غیر ارتباطی به چالش می‌کشد.

تحقیقاتی با نتایج عجیب درباره صدای گیاهان

همه ما می‌دانیم که گیاهان زمانی که تحت استرس هستند نشانه‌های فیزیکی از خود بروز می‌دهند. هنگامی که گوجه فرنگی‌های باغی شما شروع به پژمرده شدن می‌کنند، ممکن است شروع به آبیاری بیشتر کنید. به همین ترتیب، اگر برگ‌های آن به طور ناگهانی از سبز تیره به شفاف تغییر کند، می‌دانید که احتمالا به نیتروژن بیشتری نیاز داشته باشد.

به طور خلاصه، گیاهان می‌توانند نشانه‌های بصری، شیمیایی و لمسی تولید کنند که نارضایتی آن‌ها را نشان می‌دهد. اما آیا آن‌ها می‌توانند خود را از طریق صدا بیان کنند یا خیر؟

به گزارش راز بقا، گیاهان سر و صدا می‌کنند. همه ما صدای شکستن چوب را شنیده ایم. ما همچنین می‌دانیم که گیاهان می‌توانند به سر و صدا واکنش نشان دهند. به عنوان مثال، دانشمندان ثابت کرده اند که گیاهان غلظت قند را در شهد خود در پاسخ به سر و صدا افزایش می‌دهند.

اما تحقیقات قبلی پاسخی نداده است که آیا گیاهان صدا‌هایی در هوا ایجاد می‌کنند که موجودات دیگر بتوانند بشنوند و به آن واکنش نشان دهند؟ این شکاف دانش وسوسه انگیز، گروهی از دانشمندان را به رهبری محقق ایتزاک خیت (Itzhak Khait) بر آن داشت تا این سوال دیرینه را بررسی کنند.

تولید صدای استرس‌زا توسط گیاهان

تیم تحقیقاتی، گیاهانی مثلِ گوجه‌فرنگی و تنباکو را تحت آزمایش‌های مختلفی از جمله آسیب، از طریق بریدگی ساقه و خشکی قرار دادند. آن‌ها این گروه آسیب‌دیده و یک گروه سالم را در یک اتاقک صوتی نگه داشتند. گیاهان تحت آسیب، به طور قابل توجهی صدا‌های بیشتری را منتشر کردند؛ با میانگین ۱۵ تا ۳۵ صدا در ساعت بسته به گروه. گیاهان سالم به طور میانگین کمتر از ۱ صدا در ساعت منتشر کردند.

اگر می‌خواهید بدانید که صدای گیاهان چگونه است، باید بدانید که این صدا‌ها برای گوش انسان غیرقابل شنیدن هستند، بنابراین محققان صدای آن‌ها را تغییر دادند تا در محدوده قابل شنیدن قرار گیرند.

گیاهان با دیگر موجودات تعامل برقرار می‌‎کنند

این تحقیق به مجموعه رو به رشدی می‌پیوندد که به ما می‌گوید گیاهان بسیار تعاملی‌تر از آن چیزی هستند که زمانی فکر می‌کردیم.

دانشمندان با موفقیت صدا‌هایی را از پنج گونه دیگر، از جمله گندم، کاکتوس و انگور ضبط کردند که نشان می‌دهد تولید صدا ممکن است یک پدیده گسترده در بین گیاهان باشد.

گیاهان چگونه صدا ایجاد می‌کنند؟

محققان معتقدند که صدا‌ها از طریق «کاویتاسیون» به وجود می‌آیند؛ حباب‌های پر از گاز در آوند‌های آوند چوبی می‌ترکند. این فرآیند شوک‌های کوچکی ایجاد می‌کند که در سراسر بافت ارگانیسم منتشر می‌شود تا امواج صوتیِ قابل تشخیص تولید کند.

به گزارش راز بقا، تولید این صدا‌ها ممکن است عمدی نباشند؛ مانند زبان انسان یا پارس سگ. اما حتی اگر تصادفی باشند، می‌توانند اهمیت اکولوژیکی داشته باشند، زیرا موجودات دیگر ممکن است از آن‌ها برای تصمیم گیری استفاده کنند. اگر یک الگوریتم یادگیری ماشینی بتواند این صدا‌ها را تشخیص دهد، ممکن است حیواناتی که با گیاهان در تعامل هستند برای تفسیر این صدا‌ها تکامل یافته باشند.

در واقع، هر ارگانیسمی که بتواند در محدوده فراصوت ۲۰ تا ۱۰۰ کیلوهرتز بشنود (از جمله موش ها، پروانه‌ها و سایر حشرات)، می‌تواند این صدا‌ها را از فاصله ۳ تا ۵ متری تشخیص دهد. بنابراین، یک پروانه ممکن است از تخم‌گذاری روی یک گیاه گوجه فرنگی کم آب یا بیمار خودداری کند.

تحقیقات بیشتری برای تعیین شرایطی که گیاهان در آن صدا تولید می‌کنند و اینکه چگونه این صدا‌ها ممکن است بر سایر موجودات در محیط‌های طبیعی تأثیر بگذارد، مورد نیاز است.

با این حال، این مطالعه کاربرد‌های فوری برای کشاورزی دارد. انتشار صدا را می‌توان برای نظارت بر وضعیت هیدراتاسیون و احتمالاً پیشگیری از عفونت گیاهان استفاده کرد؛ مواردی که در کشاورزی اهمیت زیادی دارند.

آبیاری دقیق‌تر می‌تواند در هزینه‌های آب صرفه‌جویی قابل توجهی کند و ممکن است به طور چشمگیری عملکرد را افزایش دهد.

با همه این داده‌ها، این تحقیق بیشتر از آن که پاسخ دهد، سوالاتی را مطرح می‌کند. گیاهان در چه شرایطی صدا تولید می‌کنند؟ آیا آن‌ها فقط زمانی که استرسی را تجربه می‌کنند که باعث تغییراتی در آوند چوبی مانند خشکسالی می‌شود، سر و صدا می‌کنند؟ آیا آن‌ها هنگام بیماری یا تجربه گیاهخواری صدا هم می‌دهند؟ در نهایت، این صدا‌ها چگونه به ارگانیسم‌های دیگر می‌رسد و آن‌ها را در محیط‌های طبیعی تحت تأثیر قرار می‌دهد؟

کاش می‌توانستیم جواب این سوالات را از خود گیاهان بپرسیم!