وقتی گیاهان جیغ می کشند !

موبنا-به نقل از ساینس‌آلرت، این فریاد شبیه به فریاد انسان نیست، بلکه در فرکانس‌های فراصوت خارج از محدوده شنوایی انسان و شبیه به کوبیده شدن یا کلیک است که وقتی گیاه تحت فشار قرار می‌گیرد، افزایش می‌یابد.

به گفته‌ دانشمندان، این صدا می‌تواند یکی از راه‌هایی باشد که گیاهان ناراحتی خود را به‌وسیله آن به دنیای اطرافشان منتقل می‌کنند.

لیلاچ هادانی (Lilach Hadany)، زیست‌شناس توضیح می‌دهد: حتی در یک محیط آرام، صداهایی وجود دارند که ما آن‌ها را نمی‌شنویم، و آن صداها حامل اطلاعات هستند. حیواناتی وجود دارند که می‌توانند این صداها را بشنوند، بنابراین این احتمال وجود دارد که تعامل صوتی زیادی رخ دهد.

گیاهان همیشه با حشره‌ها و سایر حیوانات تعامل دارند و بسیاری از این موجودات از صدا برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند.

گیاهان تحت فشار آنقدرها که تصور می‌شد، منفعل نیستند. آنها دستخوش تغییرات بسیار چشمگیری می‌شوند که یکی از قابل تشخیص‌ترین آنها دستکم برای انسان‌ها، انتشار بوهای بسیار قوی است. گیاهان همچنین می‌توانند رنگ و شکل خود را تغییر دهند.

این تغییرات می‌توانند خطرها را به گیاهان دیگر در نزدیکی آن‌ها اطلاع دهند تا در پاسخ، عملکرد دفاعی خود را تقویت کنند. همچنین می‌توانند حیوانات را برای مقابله با آفاتی که ممکن است به گیاه آسیب برساند، جذب کنند.

با این وجود، اینکه آیا گیاهان انواع دیگری از سیگنال‌ها مانند صدا منتشر می‌کنند، به طور کامل بررسی نشده بود. چند سال قبل، هادانی و همکارانش دریافتند که گیاهان می‌توانند صدا را تشخیص دهند. سوال منطقی بعدی این بود که آیا آن‌ها هم می‌توانند آن را تولید کنند یا خیر.

برای پی بردن به این موضوع، آنها صدای گیاهان گوجه فرنگی و تنباکو را در شرایط مختلفی ثبت کردند. ابتدا صدای گیاهان بدون تنش ثبت شد تا یک خط مبنا به دست بیاید. سپس صدای گیاهانی را که کم آب شده بودند و گیاهانی که ساقه‌هایشان قطع شده بود، ثبت کردند. ضبط این صداها ابتدا در یک محفظه آکوستیک عایق صدا و سپس در یک محیط معمولی گلخانه‌ای انجام شد.

سپس، آنها یک الگوریتم یادگیری ماشینی را آموزش دادند تا بین صدای تولیدشده توسط گیاهان بدون تنش، گیاهان بریده‌شده و گیاهان کم‌آب تمایز ایجاد کند.

صداهایی که گیاهان منتشر می‌کنند مانند صدای کوبیدن یا صدای کلیک در فرکانس‌های بسیار بالایی است که برای انسان قابل تشخیص نیست. این صداها از شعاع بیش از یک متر قابل دریافت است. گیاهان بدون تنش، سر و صدای زیادی تولید نمی‌کنند.

در مقابل، گیاهان تحت فشار، بسیار پر سر و صدا هستند و بسته به گونه‌ تنش به طور متوسط تا حدود ۴۰ کلیک در ساعت منتشر می‌کنند. گیاهان محروم از آب دارای مشخصات صوتی قابل توجهی هستند. آن‌ها قبل از اینکه علائم قابل مشاهده‌ کم‌آبی را نشان دهند، شروع به تولید صدای بیشتر می‌کنند که با خشک شدن گیاه افزایش می‌یابد و با پژمرده شدن گیاه، فروکش می‌کند.

این الگوریتم یادگیری ماشینی توانست بین این صداها و همچنین گونه‌های گیاهانی که آنها را ساطع می‌کنند، تمایز قائل شود. این گروه پژوهشی، گیاهان مختلفی را آزمایش کردند و دریافتند که تولید صدا به نظر یک فعالیت گیاهی بسیار رایج است. گندم، ذرت، انگور و کاکتوس همگی صدا تولید می‌کردند.

اما هنوز چند مورد ناشناخته وجود دارد. به عنوان مثال، نحوه‌ تولید صداها مشخص نیست. در پژوهش‌های قبلی نشان داده شده بود که طی فرآیندی در گیاهان کم‌آب، حباب‌های هوا در ساقه شکل می‌گیرد، منبسط می‌شود و از بین می‌رود. این فرآیند هنگام شکستن قولنج در انگشت‌های انسان، باعث ایجاد صدایی مشابه شکستن می‌شود و ممکن است در مورد گیاهان نیز همین اتفاق رخ دهد.

هنوز نمی‌دانیم که آیا سایر شرایط تنش‌زا مانند عوامل بیماری‌زا، حمله، قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش، دمای نابسامان و سایر شرایط نامطلوب نیز می‌تواند باعث ترکیدن حباب و ایجاد صدا در گیاهان شود یا خیر.

همچنین مشخص نیست که آیا تولید صدا یک پیشرفت تطبیقی در گیاهان است یا اینکه تنها یک اتفاق است. با این حال، نتایج پژوهش‌های این گروه نشان داد که یک الگوریتم یادگیری ماشینی می‌تواند تشخیص و تمایز بین صداهای گیاهان را بیاموزد. مطمئناً ممکن است موجودات دیگر نیز بتوانند همین کار را انجام دهند. علاوه بر این، موجودات می‌توانند یاد بگیرند که به روش‌های مختلف به سر و صدای گیاهان آسیب دیده پاسخ دهند.

هادانی می‌گوید: برای مثال، پروانه‌ای که قصد دارد روی گیاهی تخم‌گذاری کند یا حیوانی که قصد خوردن یک گیاه را دارد، می‌تواند از این صداها برای تصمیم‌گیری استفاده کند. برای ما انسان‌ها، پیامد این پژوهش  کاملا واضح است. می‌توانیم صدای ناراحتی گیاهان تشنه را دریابیم و قبل از اینکه مشکلی ایجاد شود، آنها را آبیاری کنیم.

نتایج این پژوهش در مجله‌ Cell منتشر شده است.

ایسنا