Dodano: 04 kwiecień 2023r.

Zestresowane pomidory "krzyczą". Naukowcy zarejestrowali dźwięki emitowane przez rośliny

Rośliny poddane stresowi - pozbawione wody lub po fizycznym uszkodzeniu – emitują wyraźne dźwięki – wynika z nowych badań naukowców z Izraela. Ich częstotliwość jest zbyt wysoka, aby nasze uszy mogły je wykryć, ale prawdopodobnie mogą je usłyszeć owady, inne ssaki i też inne rośliny. Jak ustalili badacze, te sygnały alarmowe niosą informacje o stanie zdrowia rośliny.

Zestresowane pomidory "krzyczą". Naukowcy zarejestrowali dźwięki emitowane przez rośliny

 

Naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie zarejestrowali i przeanalizowali dźwięki generowane przez zestresowane rośliny. Dźwięki te są podobne do kliknięć myszką, trzaskania popcornu czy pękania folii bąbelkowej i emitowane są z głośnością podobną do ludzkiej mowy, ale na wysokich częstotliwościach, poza zasięgiem słyszalności ludzkiego ucha. Nie jest to nowe odkrycie, bo badacze z Izraela już pod koniec 2019 roku donosili o tym, że rośliny mogą emitować ultradźwięki (więcej na ten temat w tekście: Rośliny mogą wydawać ultradźwięki pod wpływem stresu).

Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Cell” (DOI: 10.1016/j.cell.2023.03.009).

Zestresowane rośliny emitują ultradźwięki

W przyrodzie istnieje wiele dźwięków, których nie słyszymy, chociażby ultradźwięki. Jak się jednak okazuje, do tych, o których wiemy, musimy dodać także te, których źródłem są rośliny. Jak wykazali bowiem naukowcy, w określonych sytuacjach emitują one dźwięki. Można powiedzieć, że są one w stanie w pewien sposób „mówić”, tylko częstotliwość tej „rozmowy” nie pozwala nam, byśmy mogli w ogóle być tego świadomi. Z drugiej jednak strony dźwięki te mogą być słyszalne nie tylko dla innych roślin, ale także dla owadów, a nawet niektórych ssaków.

Badacze przyglądnęli się dwóm gatunkom roślin: sadzonkom pomidorów oraz tytoniu. Zastosowane przez nich metody nie były dla roślin przyjemne. Postanowili bowiem narazić je na określonego rodzaju stres, a następnie wsłuchać się w wydawane przez nie dźwięki, zarówno w dźwiękoszczelnym pomieszczeniu, jak i w znacznie „głośniejszej” szklarni. Próby te polegały na braku podlewania roślin przez kilka kolejnych dni oraz nacinaniu ich. Ponadto po nagraniu omawianych dźwięków „wytrenowany” został algorytm, którego zadaniem było odróżnianie dźwięków pochodzących od spokojnych, spragnionych oraz rannych roślin.

Krzyczące pomidory

Zebrane przez naukowców dane wyraźnie pokazują, że zestresowane rośliny wydają znacznie więcej dźwięków, niż te, które są spokojne. Spragnione czy uszkodzone sadzonki pomidora emitowały głośniejsze dźwięki i to znacznie częściej nawet do 60 razy na godzinę. W przypadku odwodnionych roślin ma to miejsce nawet jeszcze zanim będziemy w ogóle w stanie zauważyć to po ich wyglądzie. Kulminacja tych dźwięków następowała zwykle około 5 dnia, po czym rośliny stopniowo cichły, ponieważ zaczynały powoli usychać.

Wytrenowany w badaniach algorytm okazał się wyjątkowo skuteczny, ponieważ nie tylko był w stanie odróżnić dźwięki emitowane przez odwodnione i nacięte rośliny, ale również potrafił stwierdzić, które z tych dźwięków pochodziły od sadzonek pomidorów, a które od tytoniu.

Naukowcy skupili się na tych właśnie dwóch roślinach, ponieważ są one łatwe w uprawie. Nie oznacza to jednak, że nie badano pod tym kątem również i innych gatunków. Okazało się, że dźwiękowa reakcja roślin na stres występuje powszechnie. Odnotowano ją w przypadku kukurydzy, zboża, winogrona a nawet u kaktusów.

Prawdopodobny mechanizm powstawania dźwięków

W jaki jednak sposób w ogóle powstają te dźwięki? Póki co nie jest to dla badaczy jasne, ale podejrzewają, że odpowiadać za to może powstawanie w łodygach pęcherzyków powietrza, które początkowo się rozszerzają, by następnie się zapaść, w procesie nazywanym kawitacją.

Jakie znaczenie w przyrodzie może mieć fakt generowania dźwięków przez rośliny? Otóż można się spodziewać, że niektóre organizmy nauczyły się je odbierać. Przykładowo szukającej miejsca na złożenie jaj ćmie mogą one pomagać w podjęciu decyzji. Z kolei inne rośliny słysząc alarm sąsiada mogą się przygotować na trudne czasy modyfikując swoją ekspresję genów, sądzą uczeni. Oczywiście dokładniejsze zbadanie tej kwestii miałoby również znaczenie np. dla rolnictwa. Przyczyniłoby się to bowiem przykładowo do znacznie efektywniejszego nawadniania pól.

 

Źródło i fot.: Tel Aviv University