Здоровый Сад: Могут Ли Растения На Самом Деле Говорить И Слышать?

{h1}

Звук настолько важен для жизни, что некоторые ученые теперь считают, что в фольклоре есть доля правды, которую растения могут слышать и говорить.

Лес действительно наполняется жизнью.

Несмотря на то, что насекомые и животные часто слишком низки или слишком высоки для обнаружения человеческими ушами, они сигнализируют друг другу вибрациями. Даже деревья и растения шипят от звука крошечных пузырьков воздуха, взрывающихся в их водопроводе.

И есть свидетельства того, что насекомые и растения «слышат» звуки друг друга. Пчелы жужжат с нужной частотой, чтобы выделять пыльцу из томатов и других цветущих растений. А короеды могут улавливать воздушные пузырьки внутри растения, намек на то, что деревья испытывают стресс от засухи.

Звук настолько важен для жизни, что некоторые ученые считают, что в фольклоре есть доля правды, которая заставляет людей общаться с растениями. И растения могут использовать звук, чтобы общаться друг с другом.

Если даже бактерии могут сигнализировать друг другу вибрациями, то почему бы не растениями, говорит Моника Гальяно, физиолог растений в Университете Западной Австралии в Кроули.

«Звук потрясающий, он везде. Конечно, жизнь использовала бы его в своих интересах во всех формах», - сказала она OurAmazingPlanet.

Гальяно и ее коллеги недавно показали, что корни проростков кукурузы наклонены к мурлыканцу 220 Гц, и корни издают щелчки аналогичной мелодии. Рассада чили ускоряет свой рост, когда рядом находится противное сладкое растение укропа, запечатанное от чили в коробке, которая передает только звук, а не запах, как показало другое исследование группы. Фенхель выпускает химические вещества, которые замедляют рост других растений, поэтому исследователи считают, что растения чили растут быстрее в ожидании химических веществ - но только потому, что они слышат растение, а не потому, что они чувствуют его запах. И фенхель, и перец чили были также в звукоизолированной коробке.

«Мы определили, что растения реагируют на звук, и они издают свои собственные звуки», - сказал Гальяно. «Очевидная цель звука может заключаться в общении с другими».

Моника Гальяно, исследователь акустики растений.

Моника Гальяно, исследователь акустики растений.

Предоставлено: Университет Западной Австралии.

Гальяно полагает, что корневые оповещения могут превратить лес в органический коммутатор. «Учитывая, что все леса связаны между собой сетями грибов, возможно, растения используют грибы так, как мы используем Интернет и посылаем акустические сигналы через эту сеть. Отсюда, кто знает», - сказала она.

Как и в другой жизни, если растения действительно посылают сообщения со звуком, это один из многих инструментов коммуникации. Требуется дополнительная работа, чтобы подтвердить претензии Гальяно, но есть много способов, которыми прослушивание растений уже приносит свои плоды.

Когда пузырь лопнет

Ученые впервые признали в 1960-х годах, что прослушивание листьев раскрывает здоровье растений.

Когда листья открывают свои поры для улавливания углекислого газа, они теряют огромное количество воды. Чтобы заменить эту влагу, корни высасывают воду из земли, направляя ее в небо через ряд трубок, называемых ксилемой. Питовые мембраны, по сути двухходовые клапаны, соединяют каждую из тысяч крошечных трубок. Чем суше почва, тем больше напряженности накапливается в ксилеме, пока не лопнет воздушный пузырь через мембрану.

Для некоторых растений эти эмболии смертельны - как и для человеческих кровеносных сосудов - потому что пузырьки газа блокируют поток воды. «Чем больше воздуха в трубах, тем труднее растягивать растения в воду», - объясняет Кэтрин МакКалло, специалист по экофизиологии растений в Университете штата Орегон.

Но исследователи, подслушивающие гидравлику растений, обнаруживают, что некоторые виды, такие как сосны и пихта Дугласа, могут восстанавливать ущерб ежедневно или даже ежечасно.

«Эти циклы формирования и наполнения эмболии - это то, что происходит каждый день. Завод счастлив, это просто повседневная жизнь», - сказал Маккалло. «На мой взгляд, это революционно с точки зрения биологии растений. Когда я узнал о том, как растения перемещают воду, это был пассивный процесс, вызванный испарением с листьев. Мы начинаем понимать, что это совсем не так». Это полностью динамичный процесс ».

Как слушать растения

Технология слышания взрыва пузырьков растений на самом деле довольно проста. Акустические датчики, предназначенные для обнаружения трещин в мостах и ​​зданиях, улавливают ультразвуковые хлопки. Пьезоэлектрический датчик, так же как и электрогитара, проходит через усилитель к осциллографу, который измеряет форму волны каждой поп-музыки. Акустический датчик дорогой, но ботаник из Университета Дьюка Дэн Джонсон получает финансирование от Национального научного фонда и Министерства сельского хозяйства США на создание недорогой версии этим летом. Он передаст детектор эмболии старшеклассникам Школы естественных наук и математики в Северной Каролине в Дареме.

«Я думаю, что гидравлика растений будет частью головоломки, которая говорит нам, какие виды будут жить, а какие будут умирать в результате изменения климата», - сказал Джонсон OurAmazingPlanet. «Гидравлика завода расскажет нам, как будут выглядеть наши будущие леса через 50 лет».

Два геолога в Аризоне также строят недорогой акустический детектор, финансируемый толпой на сумму около 1000 долларов, привлеченный вековой привлекательностью общения с растениями.

«Мы были очарованы мыслью о возможности прислушиваться к слесарному делу кактуса Сагуаро», - говорит Лоис Уорделл, владелец консалтинговой фирмы Arachoe SciTech в Тусоне. Начиная с сагуаро в горшке высотой 3 фута, Уорделл и геофизик Шарлотта Роу надеются провести различие между высыханием кактусов и теми, кто жалуется на другой экологический стресс.

«Мы работаем над попыткой разграничить эти два сигнала: мне холодно и я действительно хочу пить», - сказал Уорделл. «Нам уже удалось произвести несколько воплей». [Сагуарос: живые букеты из пустыни Сонора]

Что растения говорят о засухе

Акустическая эмиссия, или звук взрывающихся пузырьков воздуха, также может опровергнуть предположения о воздействии засухи на растения.

На засушливом юго-западе Джонсон с удивлением обнаружил, что растения, считающиеся наиболее устойчивыми к засухе, такие как можжевельник, хуже всего справляются с восстановлением эмболий. Широколиственные растения, в том числе рододендроны и клювы, были лучше в устранении повреждений, вызванных сухими трубами.

«В связи с невероятной засухой, происходящей там и сейчас, виды, которые, как мы предсказывали, погибнут, полностью противоположны происходящему», - сказал Джонсон. «Мы наблюдаем много смертей в можжевельнике, и они, как правило, наиболее устойчивы к засухе в этом районе, в то время как большинство широколиственных систем бездействуют и восстанавливают любые эмболии, происходящие следующей весной, когда есть больше воды». "

Изображение сканирующего электронного микроскопа иглы Ponderosa Pine. То, что мы видим, это то, что ксилема (в красном) эмболизирует, поскольку листья становятся более обезвоженными. а) полностью гидратированный при температуре минус 112 градусов по Фаренгейту (минус 80 градусов по Цельсию (криоСЭМ); б) полностью гидратированный, но полученный при комнатной температуре с помощью эпифлуоресцентной микроскопии; в) криоСЭМ обезвоженной иглы; и d) криосЭМ сильно обезвоженной иглы. Панели b, c и d увеличены по сравнению с панелью a.

Изображение сканирующего электронного микроскопа иглы Ponderosa Pine. То, что мы видим, это то, что ксилема (в красном) эмболизирует, поскольку листья становятся более обезвоженными. а) полностью гидратированный при температуре минус 112 градусов по Фаренгейту (минус 80 градусов по Цельсию (криоСЭМ); б) полностью гидратированный, но полученный при комнатной температуре с помощью эпифлуоресцентной микроскопии; в) криоСЭМ обезвоженной иглы; и d) криосЭМ сильно обезвоженной иглы. Панели b, c и d увеличены по сравнению с панелью a.

Кредит: Дэн Джонсон, Университет Дьюка

Джонсон предсказывает, что в будущих сильных засухах растения, которым будет труднее восстанавливать эмболию, с большей вероятностью погибнут. «Это растения, которые могут восстанавливать эмболии, которые выживут», сказал он. [Галерея: растения в опасности]

Живя в пострадавшей от засухи Австралии, Гальяно также взволнован возможностью декодирования сигналов засухи. «Мы не знаем, предоставляют ли эти выбросы информацию об окрестностях заводов», - сказала она. «У растений есть способы защитить себя, когда у них заканчивается вода, и они действительно способны делиться информацией об опасности, даже если один из них - тот, который умрет».

Чувствовать звук на ощупь вместо?

Критики исследования Гальяно отмечают, что никто не нашел структур, напоминающих рот или колос на кукурузе или любом другом растении. Также исследования группы не доказывают, что растения "разговаривают" между собой.

«Это довольно провокационно и заслуживает внимания, но на самом деле это не дает много доказательств того, что это акустические коммуникации», - сказал Ричард Карбан из Калифорнийского университета в Дэвисе, эксперт в том, как растения взаимодействуют посредством химических сигналов.

Но более простые формы жизни прекрасно обходятся без сложных звуковых рецепторов и производителей. Гусеницы грецких сфинксов свистят, вытесняя воздух из отверстий по бокам. Летающие насекомые выполняют смертельные падения, когда они чувствуют щелчки сонара летучей мыши. Земляные черви бегут от вибраций встречных родинок. [Слушайте, как гусеницы общаются со своими задницами]

Конечно, может быть другое объяснение очевидного отклика на звук, сообщенного Гальяно. Тот, который мог бы также объяснить столетие исследователей и домашних садовников (включая Чарльза Дарвина), которые манипулировали ростом растений с помощью музыки.

Может ли чувство осязания быть тем, почему растения, кажется, реагируют на звук?

«Даже люди могут воспринимать звук, не слыша его», - говорит Фрэнк Телевски, ботаник из Мичиганского государственного университета и эксперт по реакции деревьев на ветер.

«Сколько раз вы сидели рядом с кем-то, у кого на полную мощность работает автомобильная стереосистема? Вы действительно можете почувствовать, как она стучит в груди», - сказал он.

Деревья воспринимают прикосновения и реагируют на них, как ветер или животное, идущее по тропе. И как ветер, звук - это волна, которая путешествует по воздуху.

На самом деле дерево нуждается в ветре, чтобы расти, сказал Телевски. «Если вы сажаете саженец, вы оказываете ему небольшую медвежью услугу, потому что дереву нужно воспринимать движение. Это как физическая терапия для дерева. Если вы поставите его слишком сильно, это не позволит растению производить более прочные ткани. «.

Урожай пшеницы на Палусе.

Урожай пшеницы на Палусе.

Кредит: USDA / ARS

Но Telewski открыт для идеи коммуникации растений по звуку. Он сказал, что в последние несколько лет исследователи в Китае показали, что они могут увеличить урожайность растений, передавая звуковые волны определенных частот. Другие группы исследовали, как различные частоты и интенсивности звуков изменяют экспрессию генов. Их исследования показывают, что акустические колебания изменяют метаболические процессы в растениях. Некоторые из полезных вибраций также отгоняют надоедливых насекомых, которые жуют на зерновых культурах.

«Мы еще не там», - сказал Телевски, пытаясь доказать, что растения общаются. «Иногда фантастическая гипотеза может оказаться верной, но должны быть фантастические доказательства, чтобы поддержать ее».

Отвечая критикам

Карбан из UC Davis отмечает, что поле завода не очень восприимчиво к новым идеям. Идея о том, что растения могут разговаривать через запах или летучие химические вещества, в 1980-х годах была совершенно бесполезной, но Карбан и другие продолжали доказывать, что растения, в том числе полынь, предупреждают своих соседей о надвигающейся опасности, распространяя химические сигналы в воздух. «Иногда в моей карьере я пытался продвигать новые идеи, и это было очень сложно», - сказал Карбан.

Гальяно остается смущенным скептицизмом.

«Я руководствовался давней традицией в фольклоре говорить людям о растениях и слушать, как растения и растения издают звуки», - сказал Гальяно. «Я хотел бы видеть, есть ли какая-либо научная основа для чего-то, что остается так упорно в нашей культуре.»

Но щелчки кукурузного корня находятся в нижней части диапазона человеческого слуха. «Теоретически, мы могли слышать это, но реально они излучались из-под земли, поэтому правда в том, что мы, вероятно, этого не услышим», - сказала она. А всплески пузырьков в ксилеме ультразвуковые, около 300 килогерц, обнаруживаются только насекомыми и некоторыми другими животными.

Этой весной Гальяно и ее сотрудники будут проверять больше растений на коммуникационные навыки. «Мы посмотрим, могут ли некоторые группы растений быть более болтливыми, чем другие, и есть ли у некоторых растений особые требования к звуку», - сказала она. Они также планируют записать звуки, издаваемые растениями, воспроизводить их и посмотреть, какой ответ, если таковые имеются, они производят на других растениях.

«Шаманы говорят, что они учатся на звуках завода. Возможно, они настроены на то, на что мы не обращаем внимания», - сказал Гальяно. «Это действительно увлекательно. Возможно, мы потеряли эту связь, и наука готова открыть ее заново».

Электронное письмо Бекки Оськин или следовать за ней @beckyoskin, Подписывайтесь на нас @OAPlanet, facebook или же Google+. Оригинальная статья на Наша Наумная Планета WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com