植物壓力大時(shí)也會“尖叫”

張 聞

人類在承受壓力又無處釋放的時(shí)候，會通過尖叫等方式給自己減壓。那么植物面對壓力會怎樣呢？

近期，以色列研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)番茄和煙草感到壓力，比如脫水或莖被切斷時(shí)，它們不但會“尖叫”，而且發(fā)出的聲音與人類正常談話的音量相當(dāng)。相關(guān)研究3月30日發(fā)表于《細(xì)胞》上。這一發(fā)現(xiàn)打破了人類的固有認(rèn)知，揭示了看似沉默的植物會“叫”的奧秘。

那么，植物究竟是怎樣“叫”的？人類又為什么聽不到呢？

多數(shù)植物面對壓力都會“叫”

要回答上面的問題，先要搞清楚植物到底會在什么情況下發(fā)出叫聲。

為了揭開這一謎團(tuán)，研究人員將缺水、莖被剪斷等壓力狀態(tài)下的植物和水分充足、完好無損的植物同時(shí)置于隔音箱內(nèi)，并把這些隔音箱分別放置在沒有背景噪聲的地下室和有大量背景噪聲的溫室中，以此來記錄植物處在不同條件下的發(fā)聲情況。

研究人員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的植株前放置了兩個(gè)超聲波麥克風(fēng)，作為記錄植物聲音的“話筒”。論文通訊作者、特拉維夫大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家利拉赫·哈達(dá)尼說：“這種特殊‘話筒’主要應(yīng)用于蝙蝠超聲波信號研究，內(nèi)置的傳感器能將超聲波信號轉(zhuǎn)換為更易被人識別的電信號?！?/p>

通過實(shí)驗(yàn)，哈達(dá)尼發(fā)現(xiàn)，在不同“口渴”程度下，植物的發(fā)聲情況也明顯不同。例如，針對番茄植株的實(shí)驗(yàn)顯示，植株在停止?jié)菜牡诙毂槐O(jiān)測到發(fā)聲，接下來這種發(fā)聲變得愈加頻繁，到第五天時(shí)發(fā)聲次數(shù)達(dá)到峰值，然后呈下降趨勢。一株受到缺水壓力的植物每小時(shí)發(fā)出30～50次咔嗒聲，而隨著植物完全干涸，它反而不會發(fā)出任何求救聲了。哈達(dá)尼推測，植物的聲音很可能是在缺水過程中而非在完全無水狀態(tài)時(shí)發(fā)出的。

那么，這種現(xiàn)象只是在個(gè)別植物身上才存在嗎？

為了找到這一答案，哈達(dá)尼和團(tuán)隊(duì)成員也記錄了各種其他植物面對壓力的叫聲?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)許多植物——比如玉米、小麥、葡萄和仙人掌——在受到壓力時(shí)都會發(fā)出聲音?！惫_(dá)尼說。因此，她認(rèn)為植物在感受到壓力時(shí)會產(chǎn)生叫聲是普遍現(xiàn)象。

善用植物的“叫聲”

那么植物的叫聲是怎么產(chǎn)生的呢？

研究人員認(rèn)為，可能是由于植物維管系統(tǒng)中氣泡的形成和破裂造成的，這個(gè)過程被稱為氣穴現(xiàn)象。

既然植物在受到壓力時(shí)會產(chǎn)生叫聲，為什么人類聽不到呢？

事實(shí)上，人類的耳朵可以聽到的最低頻率約20赫茲，最高頻率約2萬赫茲，超過這個(gè)范圍，就只能借助一些工具了。但是，其他生物可能已經(jīng)進(jìn)化到具有能夠聽到并對這些聲音做出反應(yīng)的能力。

在哈達(dá)尼看來，這些聲音的存在具有重大的生態(tài)和進(jìn)化意義。“如果某種在植物身上寄生的昆蟲，能聽出聲波中的不同，就有可能利用這個(gè)信息，讓自己不要在一株干旱的植物上產(chǎn)卵?！彼f。

其他植物也可能從這些聲音中受益。附近的植物通過這些聲音，可能會得到身邊的植物受干旱脅迫或受傷的信息，并做出減少蒸發(fā)等相應(yīng)反應(yīng)。

以此作為研究啟示，科學(xué)家們還可以探究不同狀態(tài)，如疾病、寒冷、食草動(dòng)物攻擊或極端紫外線輻射等其他脅迫，以及開花、結(jié)果等各個(gè)生命階段下植物發(fā)出的聲音。一旦構(gòu)建了一個(gè)大型植物聲音庫，就可以通過現(xiàn)代工具對其進(jìn)行分析，以獲得更多的認(rèn)知。

特拉維夫大學(xué)神經(jīng)生態(tài)學(xué)家、論文通訊作者約西·約維爾說：“植物發(fā)聲研究為交流、竊聽和利用這些聲音開辟了一條全新的途徑?！被蛟S，未來經(jīng)過科學(xué)家的深入研究，人與植物實(shí)現(xiàn)“對話”將不再是夢。