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壓力大的時候,植物也會尖叫

2022-03-22 21:47
新傳奇 2022年9期
關鍵詞:聲波超聲波振動

不要以為植物很安靜,受到什么打擊都不聲不響,其實是我們的耳朵沒聽到而已。實驗室里的研究人員在設備的幫助下,收集到了植物“吶喊”時的聲波。那么,植物的聲音是怎么產生的?

植物在遇到壓力時是會發出聲音的。通常,人類只靠自己的耳朵很難聽到這些聲音,但實驗室里的研究人員卻在設備的幫助下,收集到了植物“吶喊”時的聲波。

受了傷,就尖叫

來自以色列特拉維夫大學的伊扎克·凱特和他的同事為了捕捉植物的聲音,給它們設定好兩種困境,一是干旱,二是莖被切割。

接受這些考驗的“選手”都是我們比較常見的植物——番茄和煙草。實驗開始前,它們都在濕潤的土壤中健康地生長。而實驗開始后,植物的命運就有了區別:一部分再也沒被澆水,一部分被切斷了莖,還有一部分繼續在正常的條件下生活,是對照組。

實驗在隔音箱里進行,收音設備就放在距離植物10厘米遠的地方。結果,不論是遭受干旱脅迫的植物,還是莖被切斷的植物,都發出了不小的聲響:音量在65分貝左右(通常人面對面講話的音量約有60分貝),頻率在20000至100000赫茲之間,是超聲波。人類的耳朵大概只能聽到20至20000赫茲之間的聲音,不太可能捕捉到那么高頻率的“尖叫”。

所以研究人員相信,這些超聲波就是植物面臨生存壓力時的反應。當然,除了缺水和被切,植物還會面臨許多其他的壓力,未必每一種都能形成尖叫聲。

植物的聲音是怎么產生的

那么,植物的聲音是怎么產生的?

早在上世紀60年代,就有科學家在植物干旱時檢測到了振動,并且相信那些振動是空穴現象帶來的。缺少水分時,植物的木質部當中,水里溶解的空氣會形成氣泡,然后氣泡不斷膨脹乃至爆裂,這便是一種空穴現象。

而空穴現象會讓植物體內的應力重新分布,當應力在一個部位集中起來,就有可能快速釋放出大量的能量,即機械能轉化為了聲能,所以這個過程被稱為“聲發射”。

半個多世紀前的研究者,正是通過檢測植物發射出的波形,發現了它在振動。

而現在,特拉維夫大學的研究團隊把收音設備放在10厘米遠的地方,就證明了植物在缺水或是遭受切割的情況下,發出的超聲波確實在空氣里傳播了。這意味著即便人類聽不到,還可能有其他動物能聽到。

植物對聲音有所感知

研究團隊發現,雖然在干旱和莖被切割時,植物都發出了超聲波,但在兩種不同的壓力之下,植物發出的超聲波還是有些差別。

研究人員寫了一個機器學習算法,也就是AI(人工智能),把兩種情況下收集到的聲波投喂給AI,幫它訓練出區分干旱植物和被切植物的能力。訓練完成后,AI分辨二者的正確率超過了70%。這表明也許其他動物聽了也有可能分辨出來。

另外,能聽到聲音的不只是動物。研究顯示,植物也擁有很強的感知能力,除了對觸摸有反應(如含羞草會閉合),對包含聲音在內的許多刺激也都有反應。如果一株植物陷入了干旱的困境,而另一株植物聽到它的尖叫聲,同樣可能觸發某種機制來保護自己。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (《環球科學》)

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