Rośliny nie cierpią w milczeniu. Gdy są spragnione, zestresowane lub zadawany jest im ból, wydają dźwięki o głośności porównywalnej do ludzkiej mowy. Dźwięki te mają dla nas zbyt wysoką częstotliwość, więc ich nie usłyszymy, ale niektóre zwierzęta już tak, głównie owady.
Czytaj też: Rośliny są wysoce zaawansowanymi organizmami. Magia dzieje się jednak tam, gdzie nasz wzrok nie sięga
Prof. Lilach Hadany, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Tel Awiwie mówi:
Nawet w cichym polu istnieją w rzeczywistości dźwięki, których nie słyszymy, a te dźwięki niosą ze sobą informacje. Istnieją zwierzęta, które słyszą te dźwięki, więc istnieje możliwość, że zachodzi wiele interakcji akustycznych.
Ten krzyk rozpaczy potrafi być donośny i uciążliwy. Eksperymenty wykazały, że gdy rośliny potrzebują wody lub niedawno miały przycięte łodygi, wydają ok. 35 dźwięków na godzinę. Gdy są “szczęśliwe”, są znacznie cichsze i ograniczają się do jednego dźwięku na godzinę. Szczegóły badania opisano w czasopiśmie Cell.
Rośliny nie śpiewają, tylko płaczą
Wibracje ultradźwiękowe pochodzące z roślin zarejestrowano już wcześniej, ale naukowcy z Izraela jako pierwsi wykazali, że mogą być one przenoszone w powietrzu, czyli, że da się je usłyszeć. Nigdy nie usłyszymy płaczącej rośliny, gdyż generowane przez nie dźwięki są w zakresie ultradźwięków – mają częstotliwość ok. 20-100 kHz. Dla ludzi to zakres niewykrywalny, ale nietoperze, myszy i ćmy prawdopodobnie żyją w świecie wypełnionym dźwiękami roślin. Mogą też na nie reagować.
Prof. Lilach Hadany mówi:
Rośliny cały czas wchodzą w interakcje z owadami i innymi zwierzętami, a wiele z tych organizmów wykorzystuje dźwięk do komunikacji, więc byłoby to bardzo nieoptymalne dla roślin, aby w ogóle nie używać dźwięku.
Zespół prof. Hadany umieścił rośliny tytoniu (Nicotiana tabacum) i pomidora (Solanum lycopersicum) w małych skrzynkach wyposażonych w mikrofony. Mikrofony wychwytywały wszelkie odgłosy wydawane przez rośliny, nawet te dla nas niesłyszalne. Hałasy były szczególnie wyraźne w przypadku roślin, które były zestresowane brakiem wody lub niedawnym przycinaniem. Naukowcy przekonują, że dźwięki emitowane przez rośliny to nie “śpiew”, a bardziej krótkie kliknięcia – jak “popcorn”. Udało się je wychwycić dzięki specjalnie wyszkolonemu algorytmowi. Zestresowane rośliny wydają znacznie więcej dźwięków niż okazy niezestresowane.
Ale skoro rośliny nie mają ani strun głosowych, ani płuc, jak mogą wydawać dźwięki? Obecna teoria koncentruje się na ich ksylemie (drewnie), czyli tkance roślinnej skupionej na rozprowadzaniu wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych z korzeni do łodyg oraz liści. Woda w ksylemie jest utrzymywana razem dzięki napięciu powierzchniowemu (podobnie jak woda zasysana prze słomkę do picia). Kiedy w ksylemie tworzy się lub pęka pęcherzyk powietrza, może powstawać cichy dźwięk trzasku. Im rośliny są bardziej zestresowane, tym więcej pęcherzyków produkują, czyli są głośniejsze. Mechanizm ten nie jest wystarczająco dokładny i wymaga dalszych badań.
Czytaj też: Geny sprzed 470 milionów pokazują, jak rośliny rozpowszechniły się na Ziemi
Specjalny algorytm był w stanie wywnioskować na podstawie emitowanych dźwięków z dokładnością rzędu 70 proc., czy roślina została niedawno ścięta, czy cierpiała na niedobór wody. Wynik ten jest do poprawienia i może znaleźć zastosowanie w rolnictwie i ogrodnictwie.
Eksperyment przeprowadzony przez zespół prof. Hadany potwierdzono w warunkach szklarniowych. Okazuje się, że rośliny pomidora i tytoniu nie są wyjątkowe pod kątem emitowanych dźwięków. Pszenica (Triticum aestivum), kukurydza (Zea mays) i winogrona (Vitis vinifera) również “krzyczą”, gdy mają niedobór wody.
Świat przyrody wypełniony dźwiękami
To, czy rośliny wydają te dźwięki w celu komunikacji z innymi organizmami, jest również niejasne, ale fakt, że te dźwięki istnieją, ma duże implikacje ekologiczne i ewolucyjne.
Wcześniejsze badania sugerowały, że wiesiołek wieczorny (Oenothera drummondii) uwalnia słodszy nektar, gdy jest wystawiony na dźwięk latającej pszczoły, ale nie uzyskano wiarygodnych wyników.
Czytaj też: Te roboty potrafią latać, a nie mają żadnego napędu. Są sterowane światłem i mogą zapylać rośliny
Prof. Lilach Hadany dodaje:
Jest możliwe, że inne organizmy mogły wyewoluować, aby słyszeć i reagować na te dźwięki. Na przykład ćma, która zamierza złożyć jaja na roślinie lub zwierzę, które zamierza zjeść roślinę, może używać dźwięków, aby pomóc w podjęciu decyzji.
Inne rośliny również mogą nasłuchiwać i korzystać z tych dźwięków. Wcześniejsze badania sugerowały, że rośliny zwiększają stężenie cukru w swoim nektarze, gdy “słyszą” dźwięki wydawane przez zapylacze, a inne badania wykazały, że rośliny zmieniają swoją ekspresję genów w odpowiedzi na dźwięki.
Praca naukowców z Uniwersytetu w Tel Awiwie jest przełomowa i może ostatecznie doprowadzić do zmiany paradygmatu w biologii. Być może książek do szkoły podstawowej nie trzeba będzie przepisywać, ale na dźwięki wydawane przez rośliny na pewno przyczynią się do wykształcenia nowych kierunków analitycznych botaniki.