Оказывается, Роальд Даль мог быть прав: если повредить растение, оно издаст своеобразный "крик".
Но не в привычном для нас смысле. Растения издают едва уловимые хлопки или щелчки на ультразвуковых частотах, которые находятся за пределами человеческого слуха. Эти звуки становятся более интенсивными, когда растения находятся под стрессом. Согласно исследованию, опубликованному в 2023 году, это может быть одним из механизмов, с помощью которых растения "сообщают" о своем состоянии окружающей среде.
«Даже в кажущейся тишине поля на самом деле присутствуют звуки, которых мы не слышим, но они несут информацию. Некоторые животные способны воспринимать эти звуки, что может означать, что вокруг нас происходит гораздо больше акустического взаимодействия, чем мы думаем», — говорит биолог-эволюционист Лилах Хадани из Тель-Авивского университета.
«Растения постоянно контактируют с насекомыми и другими животными. Поскольку многие из этих существ используют звуки для общения, было бы нелогично, если бы растения вообще не использовали звук».
Растения, находящиеся в состоянии стресса, вовсе не так пассивны, как мы привыкли думать. Они претерпевают заметные изменения, среди которых для человека наиболее ощутимым является выделение сильных ароматов. Кроме того, растения могут изменять цвет и форму.
Эти изменения могут предупреждать соседние растения об угрозе, помогая им усилить защитные механизмы или привлечь животных для борьбы с вредителями, которые могут нанести им вред.
Однако вопрос о том, издают ли растения еще какие-либо сигналы, в частности звуки, остается открытым. Пару лет назад исследователь Лилах Хадани с коллегами обнаружила, что растения способны воспринимать звуки. Следующим логичным шагом стало изучение возможности того, могут ли они сами издавать звуки.
Для ответа на этот вопрос они записали звуки томатов и табака в разных условиях. Сначала фиксировались звуки здоровых растений, чтобы создать базу данных, затем — звуки обезвоженных растений и растений с поврежденными стеблями. Записи проводились как в звукоизолированной камере, так и в стандартной теплице. Затем они обучили алгоритм машинного обучения распознавать звуки, исходящие от здоровых, срезанных и обезвоженных растений. Эти звуки представляли собой щелчки или хлопки на слишком высоких для человеческого слуха частотах и могли быть слышны на расстоянии более метра. Здоровые растения обычно не издают много шума, просто живут в своем обычном ритме.
В отличие от них, растения под стрессом значительно чаще издают щелчки — около 40 в час в зависимости от вида. Обезвоженные растения демонстрируют особый звуковой профиль, издавая больше щелчков задолго до появления видимых признаков недостатка воды, причем по мере обезвоживания их активность нарастает, а затем снижается по мере увядания.
Алгоритм успешно различал эти звуки и определял, какое растение их издавало. Выяснилось, что это не уникальная черта томатов и табака: исследование показало, что звуки издают также пшеница, кукуруза, виноград, кактусы и другие растения. Тем не менее, остаются вопросы, как именно эти звуки образуются. В предыдущих исследованиях было показано, что обезвоженные растения подвергаются кавитации — образованию пузырьков воздуха в стебле, которые могут схлопываться и издавать хлопки, аналогичные звуку треска суставов у людей.
До конца не изучено, могут ли иные стрессовые условия, такие как патогены, ультрафиолетовое излучение, экстремальные температуры, вызывать аналогичные звуки. Вопрос также в том, является ли это явление эволюционным адаптацией растений или происходит случайно. Исследователи уже показали, что алгоритм может различать звуки, издаваемые разными растениями, и другие организмы могли бы сделать то же самое.
Животные, такие как мотыльки, откладывающие яйца на растении, или животные, питающиеся растениями, могут реагировать на эти звуки и принимать решения, исходя из них, — отмечает Хадани.
Для людей потенциальные выгоды очевидны: мы могли бы определять "сигналы бедствия" от страдающих от жажды растений и своевременно поливать их.
Тем не менее, неизвестно, реагируют ли другие растения на звуки и каким образом. Исследования показывают, что растения могут повышать свою устойчивость к засухе в ответ на звук, так что это вероятно. В следующем этапе исследования команда намерена изучить, кто может слышать эти звуки, и как различные организмы, в том числе другие растения, на них реагируют.