При стрессе растения претерпевают значительные изменения, одним из наиболее заметных считается выделение сильных ароматов. Они также могут менять цвет и форму.
«Даже в тихом поле существуют звуки, которые мы не слышим, и эти звуки несут информацию. Есть животные, способные их воспринимать, поэтому вероятно, что происходит активное акустическое взаимодействие, — объясняет биолог-эволюционист Лайлах Хадани. — Растения постоянно взаимодействуют с насекомыми и другими животными, многие из которых используют звук для общения. Поэтому для растений было бы неэффективно не использовать звук вообще».
Эти изменения могут сигнализировать об опасности для близлежащих растений, которые в ответ усиливают свою защиту, или привлекать животных для борьбы с вредителями, угрожающими растению.
Тем не менее вопрос о том, могут ли растения издавать звуки, до сих пор остается недостаточно исследованным. Несколько лет назад Хадани и ее коллеги выяснили, что растения способны улавливать звуки. Следующим шагом стало изучение их способности издавать звуки. Чтобы это выяснить, они записали звуки томатов и табака в различных условиях. Сначала они зафиксировали звуки здоровых растений для получения базовых данных, затем записали звуки обезвоженных растений и растений с обрезанными стеблями. Эти записи проводились сначала в звукоизолированной камере, а затем в обычных тепличных условиях.
После этого они обучили алгоритм машинного обучения различать звуки, издаваемые здоровыми растениями, срезанными и обезвоженными. Здоровые растения не издают заметных звуков; они просто растут спокойно.
В отличие от них, стрессовые растения гораздо более шумные, издавая в среднем до 40 щелчков в час в зависимости от вида. Обезвоженные растения имеют отчетливый звуковой профиль: они начинают щелкать интенсивнее до появления видимых признаков обезвоживания, а затем звук затихает по мере увядания растения.
Алгоритм смог различить эти звуки и виды растений, которые их издают. Это касается не только томатов и табака; команда протестировала множество других растений и обнаружила, что производство звуков является довольно распространенным явлением. Пшеница, кукуруза, виноград, кактусы и хенбит также издают шум.
Однако остаются некоторые неясности. Например, каким образом растения производят эти звуки. В предыдущих исследованиях было установлено, что обезвоженные растения испытывают кавитацию — процесс образования и сжатия пузырьков воздуха в стебле. Это похоже на то, как человек щелкает костяшками пальцев. Предполагается, что нечто подобное происходит и у растений.
Также неизвестно, могут ли другие неблагоприятные условия вызывать звуки. Патогены, атаки вредителей, воздействие ультрафиолета и экстремальные температуры также могут привести к тому, что растения начнут "лопаться", как пузырчатая пленка.
Ученые задались вопросом «Является ли производство звуков адаптивным процессом у растений или это происходит случайно?». Тем не менее команда показала, что алгоритм может научиться распознавать и различать звуки растений. Исследователи предположили, что другие организмы тоже могут это делать.
«Например, мотылек, собирающийся отложить яйца на растении, или животное, намеревающееся его съесть, могут использовать эти звуки для принятия решений», — добавила Хадани.
