Мы живем в мире звуков. В процессе эволюции животные выработали различные способы восприятия звуков и использования их в своих интересах. У человека есть целый орган, предназначенный для восприятия звука, — уши. Некоторые другие животные, например, змеи, воспринимают звуки поверхностью своего тела.
Но мы делим наш мир с другим классом живых организмов - растениями. Могут ли растения также слышать звуки?
Что такое звук?
Звук - это вибрация, проходящая через среду, такую как воздух, вода или твердые тела. Когда животные перехватывают эти вибрации, органы, развившиеся для восприятия звука, усиливают их и преобразуют в электрические сигналы. Органы для усиления звука есть и у нас, и они известны как ушные косточки. Это самые маленькие кости в человеческом теле.
Преобразованные электрические сигналы поступают в мозг по слуховому нерву и в конечном итоге обрабатываются в слуховой коре, расположенной в височной доле мозга.
Частота звука измеряется в герцах (Гц), а громкость - в децибелах (дБ).
Могут ли растения воспринимать звуки?
Растения не обладают мозгом, но это не мешает им взаимодействовать с окружающей средой. Подсолнухи поворачиваются к солнцу. Лапчатка вянет при прикосновении. Если растения могут реагировать на свет и прикосновение, то могут ли они реагировать и на звук?
Исследования влияния акустики на растения показали, что растения действительно реагируют на звуки.
Растения воспринимают звуки двумя способами.
- В виде прямых вибраций. Например, гусеница, жующая листья. Растения чувствуют ритмичный рисунок жевания гусеницы.
- В виде вибраций, проходящих через среду, такую как воздух или почва. Растения могут чувствовать струйку воды в почве или жужжание насекомых.
Ученые из Университета Миссури записали звуки жевания гусениц, когда они ели листья. Затем они воспроизвели их на растении Arabidopsis (Резуховидка Таля). Под воздействием звуков жевания растения выделяли определенные химические вещества, а именно глюкозинолаты и антоцианин, которые защищают растения от нападения травоядных.
Интересно, что растения вырабатывали эти химические вещества только в ответ на звуки жевания; при воздействии ветра или жужжания насекомых растения не демонстрировали высокий уровень этих химических веществ. Таким образом, растения демонстрируют висцеральную защитную реакцию на звуки, издаваемые травоядными, питающимися ими.
Растения также обладают уникальной реакцией на звуки, издаваемые насекомыми, например, на жужжание пчел. Насекомые, особенно пчелы, имеют решающее значение для опыления и, следовательно, размножения растений. Когда ученые из Тель-Авивского университета в Израиле воспроизвели жужжание пчел на цветах пляжной примулы, они заметили, что цветы выделяют более сладкий нектар в течение трех минут после того, как услышали жужжание.
Растения могут даже почувствовать звук капающей воды. Эволюционные биологи из Университета Западной Австралии обнаружили, что корни гороха тянутся навстречу шуму воды. Корни растений действуют как сенсоры для воды. Они используют градиенты влажности, чтобы перемещаться по почве и достигать богатых водой областей. Но как они вообще узнают, где искать воду? Ученые выдвинули гипотезу, что растения могут ощущать звук воды в почве, который в конечном итоге направил их в точное место.
Но у растений нет ушей, так как же они могут слышать?
Как уже говорилось ранее, звук - это не что иное, как форма вибрации. Мы слышим звук так, как слышим, потому что наш мозг преобразует эти вибрации в электрические сигналы. Змея, например, воспринимает звук совершенно иначе. Это вибрация поверхности их кожи, почти как ритмичное прикосновение.
Растения также имеют определенные морфологические особенности, которые помогают им лучше воспринимать звук. Форма цветка примулы вечерней такова, что он может усиливать звуковую частоту биения крыльев насекомого-опылителя.
Некоторые растения могут даже передавать звук животным. Летучие мыши используют эхолокацию, чтобы ориентироваться в окружающей обстановке. Два вида виноградных лоз, опыляемых летучими мышами, в густых лесах тропических лесов Центральной Америки обладают огромными тарелкообразными листьями.
Эти листья, по сути, действуют как отражатели звука. Они отражают звук, издаваемый летучими мышами, прямо на них. Это отражение звука помогает летучим мышам найти эти лианы среди густой листвы леса.
Итак, как и у любого другого организма, звуковое восприятие развилось у растений для их выживания и размножения. За свою жизнь растения подвергаются воздействию различных звуков: какофония насекомых, медленное течение подземных вод, агрессивное жевание травоядных хищников, шелест листьев своих и соседних растений на ветру и так далее.
Ученые предполагают, что растения преобразуют эти звуки в механические (например, корни растут к воде) или метаболические (например, растения выделяют химические вещества или нектар) сигналы, а не в электрические, как мы.
Определенные звуковые частоты можно даже использовать для повышения урожайности. Звуковые частоты в диапазоне от 1 до 2,5 кГц с громкостью 90 дБ повышают скорость прорастания зеленой фасоли.
Поэтому уже давно установлено, что растения реагируют на звуки и отвечают на них. Сейчас ученые пытаются выяснить механизм, лежащий в основе этих реакций, а также влияние звукового загрязнения на растения.
