Shutterstock

Om du är som jag har du lyckats döda även de härdigaste inomhusväxterna (ja, trots doktorsexamen i växtbiologi). Men föreställ dig en värld där dina växter faktiskt sa till dig exakt när de behövde vattnas. Denna tanke, som det visar sig, kanske inte är så dum trots allt.

Du kanske är bekant med den växande mängden arbete som ger bevis för växter kan känna av ljud omkring sig. Nu tyder ny forskning på att de också kan generera luftburna ljud som svar på stress (som från torka eller skärsår).

Ett team ledd av experter vid Tel Avivs universitet har visat att bland annat tomat- och tobaksväxter inte bara gör ljud, utan gör det tillräckligt högt för att andra varelser ska höra. Deras resultat, publiceras idag i tidskriften Cell, hjälper oss att ställa in den rika akustiska världen av växter – en värld som utspelar sig runt omkring oss, men ändå aldrig riktigt inom mänsklig hörhåll.

Växter kan lyssna, men nu kan de prata!

Växter är "fastsittande" organismer. De kan inte fly från stressfaktorer som växtätare eller torka.

Istället har de utvecklat komplexa biokemiska reaktioner och förmågan att dynamiskt förändra sin tillväxt (och återväxt kroppsdelar) som svar på miljösignaler inklusive ljus, gravitation, temperatur, beröring och flyktiga kemikalier som produceras av omgivande organismer.

Dessa signaler hjälper dem att maximera sin tillväxt och reproduktionsframgång, förbereda sig för och motstå stress och bilda ömsesidigt fördelaktiga relationer med andra organismer som svampar och bakterier.

2019, forskare visade binas surrande kan få växter att producera sötare nektar. Andra har visat vitt brus spelade till Arabidopsis, en blommande växt i senapsfamiljen, kan utlösa en torkareaktion.

Nu har ett team under ledning av Lilach Hadany, som också ledde den tidigare nämnda bi-nektarstudien, spelat in luftburna ljud som produceras av tomat- och tobaksplantor och fem andra arter (grapevine, henbit deadnettle, nålkaktus, majs och vete). Dessa ljud var ultraljud, i intervallet 20-100 kilohertz, och kan därför inte detekteras av mänskliga öron.

Stressade växter pladdrar mer

För att utföra sin forskning placerade teamet mikrofoner 10 cm från växtstammar som antingen exponerades för torka (mindre än 5 % jordfuktighet) eller hade klippts av nära jorden. De jämförde sedan de inspelade ljuden med de från ostressade växter, såväl som tomma krukor, och fann att stressade växter avgav betydligt mer ljud än ostressade växter.

Som ett coolt tillägg till deras tidning inkluderade de också en soundbite från en inspelning, nedsamplad till ett hörbart område och snabbade upp. Resultatet är ett urskiljbart "pop"-ljud.

Växtljud. Khait et al, CC BY-SA282 KB (Download)

 Antalet poppar ökade när torkstressen ökade (innan den började avta när plantan torkade). Dessutom kunde ljuden upptäckas på ett avstånd av 3-5 meter – vilket tyder på potential för långdistanskommunikation.

Men vad orsakar egentligen dessa ljud?

Även om detta förblir obekräftat, tyder teamets resultat på att "kavitation" kan vara åtminstone delvis ansvarig för ljuden. Kavitation är den process genom vilken luftbubblor expanderar och spricker inuti en växts vattenledande vävnad, eller "xylem". Denna förklaring är vettig om vi betänker att torkstress och skärning båda kommer att förändra vattendynamiken i en växtstam.

Oavsett mekanismen verkar det som om ljuden som produceras av stressade växter var informativa. Med hjälp av maskininlärningsalgoritmer kunde forskarna urskilja inte bara vilken art som producerade ljudet, utan också vilken typ av stress det led av.

Vi har nu de första forskningsbevisen på att växter kan göra luftburna ljud, hörda upp till några meter bort. Shutterstock

Det återstår att se om och hur dessa ljudsignaler kan vara involverade i anläggning-till-anläggning-kommunikation eller anläggning-till-miljö-kommunikation.

Forskningen har hittills misslyckats med att upptäcka några ljud från vedartade stammar av vedartade arter (som inkluderar många trädarter), även om de kunde upptäcka ljud från icke-vedartade delar av en vinranka (en vedartad art).

Vad kan det betyda för ekologin och oss?

Det är frestande att spekulera i att dessa luftburna ljud kan hjälpa växter att kommunicera sin stress mer allmänt. Kan denna form av kommunikation hjälpa växter, och kanske bredare ekosystem, att anpassa sig bättre till förändringar?

Eller så kanske ljuden används av andra organismer för att upptäcka en växts hälsostatus. Mal, till exempel, hör inom ultraljudsområdet och lägger sina ägg på löv, som forskarna påpekar.

Sedan är det frågan om sådana fynd kan hjälpa till med framtida livsmedelsproduktion. De global efterfrågan för maten kommer bara att stiga. Att skräddarsy vattenanvändningen för att rikta in sig på enskilda växter eller delar av fältet som ger mest "buller" kan hjälpa oss att mer hållbart intensifiera produktionen och minimera avfallet.

För mig personligen, om någon kunde ge en mikrofon till min försummade grönsakslapp och få meddelandena skickade till min telefon, skulle det vara mycket uppskattat!

Om författaren

Alice Hayward, molekylärbiolog, University of Queensland

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

användning