اكتشف العلماء أن العديد من النباتات تصدر نقرات بالموجات فوق الصوتية الضعيفة عندما تشعر بالأسى.

يبدو الأمر وكأنه شيء من قصة أطفال مظلمة. يؤذي نباتًا فيصرخ.

ليس بطريقة يمكن للبشر سماعها، ولكن في دراسة موثقة حديثًا، وُجد أن النباتات المجهدة تطلق رشقات من الصوت بالموجات فوق الصوتية التي تشبه الفرقعة أو النقرات الخافتة، على غرار فرقعة غلاف الفقاعة. هذه الإشارات الموصوفة في المجلة خلية، يتم إنتاجها بواسطة نباتات الطماطم والتبغ عندما تتعرض للجفاف أو للتلف الجسدي.

تكون الأصوات عالية مثل المحادثة العادية، حوالي 60 إلى 65 ديسيبل (حوالي 60 إلى 65 ديسيبل)، ولكنها تحدث بترددات تتجاوز بكثير سمع الإنسان. وهذا يعني أن العالم من حولنا قد يكون مليئًا بضوضاء النباتات التي تمر دون أن يلاحظها أحد تمامًا.

يقول المؤلف الرئيسي ليلاخ هاداني، عالم الأحياء التطورية والمنظر في جامعة تل أبيب: “حتى في المجال الهادئ، هناك بالفعل أصوات لا نسمعها، وهذه الأصوات تحمل معلومات”. “هناك حيوانات يمكنها سماع هذه الأصوات، لذلك هناك احتمال حدوث الكثير من التفاعل الصوتي.”

وقد اكتشف العلماء سابقًا اهتزازات فوق صوتية في النباتات، لكن هذه الدراسة هي الأولى التي تظهر أن الأصوات تنتقل عبر الهواء. وهذا يجعلها أكثر صلة بالكائنات الحية الأخرى في البيئة. يقول هداني: “تتفاعل النباتات مع الحشرات والحيوانات الأخرى طوال الوقت، والعديد من هذه الكائنات تستخدم الصوت للتواصل، لذا سيكون من غير الأمثل للنباتات ألا تستخدم الصوت على الإطلاق”.

هذا تسجيل صوتي لأصوات النباتات. تم تخفيض التردد بحيث يكون مسموعًا للآذان البشرية. الائتمان: خيط وآخرون.

وللتحقق من ذلك، سجل الباحثون نباتات الطماطم والتبغ الصحية والمجهدة باستخدام الميكروفونات. لقد أجروا تجارب في غرفة عازلة للصوت وبعد ذلك في دفيئة مع ضوضاء في الخلفية. تم إجهاد النباتات بطريقتين، عن طريق حجب الماء لعدة أيام وعن طريق قطع سيقانها. ثم قام الفريق بتدريب أ التعلم الآلي خوارزمية للتمييز بين النباتات السليمة والنباتات المجففة والنباتات المقطوعة.

وأظهرت النتائج أن النباتات المجهدة تنتج أصواتا أكثر بكثير من النباتات السليمة. تأتي هذه الضوضاء على شكل نقرات أو فرقعة، حيث يصدر نبات واحد مجهد حوالي 30 إلى 50 صوتًا في الساعة على فترات غير منتظمة. وفي المقابل، كانت النباتات السليمة صامتة في الغالب. يقول هداني: “عندما لا تشعر الطماطم بالتوتر على الإطلاق، فإنها تكون هادئة جدًا”.

بدأت النباتات التي تعاني من الإجهاد المائي في إصدار الأصوات قبل أن تظهر عليها علامات الجفاف الواضحة. وبلغ عدد الأصوات ذروته بعد حوالي خمسة أيام بدون ماء، ثم انخفض عندما أصبحت النباتات جافة تمامًا. يختلف نوع الصوت أيضًا اعتمادًا على سبب التوتر. نجح نظام التعلم الآلي في التمييز بين الجفاف والضرر الجسدي، ويمكنه حتى تحديد ما إذا كانت الأصوات تأتي من نباتات الطماطم أو التبغ.

وعلى الرغم من أن الدراسة ركزت على نباتات الطماطم والتبغ لسهولة زراعتها في ظل ظروف خاضعة للرقابة، فقد اختبر الباحثون أيضًا نباتات أخرى صِنف. يقول الهداني: “وجدنا أن العديد من نباتات الذرة والقمح والعنب والصبار، على سبيل المثال، تصدر أصواتًا عند تعرضها للتوتر”.

السبب الدقيق لهذه الأصوات لا يزال غير مؤكد. ويشير الباحثون إلى أنها قد تكون ناجمة عن التجويف، وهي عملية تتشكل فيها فقاعات الهواء وتنفجر داخل الجهاز الوعائي للنبات.

ومن غير الواضح أيضًا ما إذا كانت النباتات تنتج هذه الأصوات عمدًا للتواصل. ومع ذلك، قد يكون لوجودها عواقب بيئية وتطورية مهمة. يقول هاداني: “من الممكن أن تكون الكائنات الحية الأخرى قد تطورت لتسمع هذه الأصوات وتستجيب لها”. “على سبيل المثال، يمكن للعثة التي تنوي وضع بيضها على نبات أو الحيوان الذي ينوي أكل نبات أن يستخدم الأصوات للمساعدة في توجيه قراره.”

قد تكتشف النباتات الأخرى أيضًا هذه الإشارات وتستجيب لها. تظهر الدراسات السابقة أن النباتات تتفاعل مع الصوت والاهتزاز. وقد وجدت هداني وزملاؤها أن النباتات تزيد مستويات السكر في رحيقها عندما “تسمع” الملقحات، وتظهر أبحاث أخرى أن الصوت يمكن أن يغير التعبير الجيني للنباتات. يقول هاداني: “إذا كانت لدى النباتات الأخرى معلومات حول الإجهاد قبل حدوثه فعليًا، فيمكنها الاستعداد”.

يمكن أن يكون لهذه النتائج استخدامات عملية في الزراعة. قد تساعد مراقبة أصوات النباتات المزارعين على تتبع مستويات ترطيب المحاصيل وتحسين كفاءة الري.

“نحن نعلم أن هناك الكثير من الموجات فوق الصوتية، في كل مرة تستخدم فيها الميكروفون، تجد أن الكثير من الأشياء تنتج أصواتًا لا نستطيع نحن البشر سماعها، ولكن حقيقة أن النباتات تصدر هذه الأصوات تفتح طريقًا جديدًا تمامًا من فرص التواصل، والتنصت، واستغلال هذه الأصوات”، كما يقول المؤلف المشارك الكبير يوسي يوفيل، عالم البيئة العصبية في جامعة تل أبيب.

يقول هاداني: «الآن بعد أن علمنا أن النباتات تصدر أصواتًا، فإن السؤال التالي هو: من يستمع؟» “نحن نحقق حاليًا في استجابات الكائنات الحية الأخرى، سواء الحيوانات أو النباتات، لهذه الأصوات، كما نستكشف أيضًا قدرتنا على تحديد وتفسير الأصوات في بيئات طبيعية تمامًا.”

مرجع: “الأصوات المنبعثة من النباتات تحت الضغط تنتقل عبر الهواء وغنية بالمعلومات” بقلم إسحاق خيت، أوهاد لوين إبشتاين، راز شارون، كفير سابان، ريفيتال غولدشتاين، يهودا أنيكستر، ياردن زيرون، تشين أغاسي، شاكيد نيزان، جايل شرابي، ران بيرلمان، أرجان بونمان، نير ساد، يوسي يوفيل، ليلاخ هاداني، 30 مارس/آذار. 2023, خلية.
دوى: 10.1016/j.cell.2023.03.009

تم دعم هذا البحث من قبل صندوق بيكورا التابع لمؤسسة العلوم الإسرائيلية، وبرنامج مركز مانا للزمالات المتعلقة بسلامة الأغذية وأمنها، وبرنامج الباحثين في مؤسسة كلور.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.