当人们提出一个古老的问题:一棵树倒在空旷的森林里是否会发出声音?据推测,植物是无声无息的。它们不会发出声音,除非有沙沙声或咬声。但是这些刻板印象可能不是真的。根据大量的研究,并不是说植物没有听觉生命。更重要的是,直到现在,我们还没有意识到它们。
特拉维夫大学的Lilach Hadany和Yossi Yovel在这个利基领域进行了最新的实验。在其中一组实验中,他们展示了一些植物可以听到动物传粉者的声音,并通过迅速增加花蜜的甜味来做出反应。在第二组实验中,他们发现其他植物发出的高音调噪音超出了人类的听觉范围,但仍能在一定距离外被探测到。
一些研究人员认为,植物具有惊人的交流能力。他们对这些新研究的看法并没有明显的党派之分。几乎一致认为,植物能听到声音。花的交流这个概念长期以来一直存在争议,尤其是在几十年来伪科学但非常流行中声称植物能很好地适应古典音乐或人类情感之后。加州大学戴维斯分校的理查德·卡班说,这些假话从未被严格的实验证实,它们污染了整个研究领域,使科学家们对植物交换信号的概念产生了怀疑。
但是经过许多仔细的研究,很明显,植物可以通过空气传播化学信息,警告远方的亲戚不要捕食植物,动物也可以窃听这些信息。植物也可以通过连接其根的真菌网络相互影响,就是所谓的木网。它们还能对穿过组织的震动做出反应:许多昆虫只有在昆虫降落在它们身上并以合适的频率嗡嗡作响时才会释放花粉,而另一些昆虫在嗅到咀嚼昆虫的隆隆声时会产生防御性化学物质。
哈德尼是特拉维夫大学的一名研究人员,对他来说,认为植物不会利用空气中的声音振动似乎有些奇怪。她说:“植物和动物之间有很多互动,动物既能发出声音,也能听到声音。植物不使用声音进行交流是不适应的。我们试图做出明确的预测来检验这一点,当结果出来时,我们非常惊讶。”
首先,两名队员,Marine Veits和Itzhak Khait,检查沙滩上的报春花是否能听到声音。在实验室试验和室外试验中,他们发现植物会对蜜蜂翅膀拍动的记录做出反应,将花蜜中的糖浓度提高20%左右。它们这样做只是对翅膀的拍动和频率较低、类似授粉昆虫的声音做出反应,而不是对音调较高的声音做出反应。它们反应很快,不到三分钟就把花蜜变甜了。这可能快到足以影响来访的蜜蜂,但即使昆虫飞得太快,植物也准备好了更好地吸引下一个访客。毕竟,一个传粉者的存在几乎总是意味着周围有更多传粉者。
托莱多大学研究植物对动物振动的反应的海蒂·阿佩尔(Heidi Appel)表示,这再次表明,植物的行为与动物非常相似。她说,至关重要的是,这项研究与生态学有关,也就是说,它涉及到一种声音(蜜蜂的嗡嗡声)和一种反应(花蜜的甜味),而这种反应对植物确实很重要。这与过去的研究大相径庭,过去的研究表明,植物对它们通常不会遇到的声音比如古典音乐做出难以解释的反应。
在这里,植物的反应具有明显的进化意义。甜甜的花蜜对传粉者更有吸引力,通过吸引更多的传粉者,植物生产更多植物的几率就增加了。但是,酿造过甜的花蜜需要消耗大量的能量,由此产生的花蜜可能会被微生物降解,或者被不授粉的小偷偷走。最好是在液体最需要甜味的时候增加它的甜味——蜜蜂的嗡嗡声是最佳的暗示,表明时机已经成熟。
但是如果植物能听到声音,它们的耳朵是什么?研究小组的回答令人惊讶,就是花本身。他们用激光表明,樱草花的花瓣在蜜蜂翅膀拍动的声音中会振动。如果它们用玻璃瓶盖住花朵,这些振动就不会发生,花蜜也不会变甜。于是,花朵就像我们外耳的肉褶,将声音传导到植物内部。
悉尼大学的莫妮卡·加格里亚诺是植物声学研究的先驱,她说:“这是一个如此美妙和令人兴奋的发现。”她指出,研究小组成员之一丹尼尔·查莫维茨(Daniel Chamovitz)几年前对植物生物声学的整个概念还相当怀疑,甚至不屑一顾。现在,本着良好的科学精神,他正在实验性地检验这些想法。这种做法值得赞扬和鼓励。
但她和其他人对以色列研究小组的第二项研究就没那么印象深刻了,这项研究着眼于植物是否会发出声音。几十年来,科学家们已经知道,当气泡形成并在茎干中坍塌时,植物会发出爆裂的声音——这是一种植物版的弯曲,干旱会加剧这种弯曲。但这些持久性有机污染物大多是通过直接放在茎上的麦克风记录下来的。哈德尼和约维尔想知道,他们是否能从远处的空中听到他们的声音。如果是这样的话,也许它们可以作为动物的信号或者更有吸引力的是,作为其他植物的信号。
研究小组把烟草或西红柿放在隔音盒里,每个隔音盒前面放两个灵敏的麦克风。然后,他们寻找可以归因于特定植物的声音,这些声音是由植物的两个专用麦克风接收到的,而不是那些训练到相邻植物上的麦克风接收到的。这种方法奏效了:每隔几分钟,这些植物就会发出短暂的超声波,高得人类无法正常听到。但它们仍然是相对柔和的声音。在4英寸的距离上,它们的音量达到了60分贝,大致相当于正常的对话,或许对其他生物来说无足轻重。哈德尼说,像飞蛾和蝙蝠这样对超声波敏感的生物,在田野里走动时,可能会听到很多很多的声音。
研究小组还发现,干燥或受损的植物产生噪音的频率更高。计算机甚至可以学会分辨生病植物和健康植物的声音,准确率约为70%。如果软件能做到,昆虫也能做到吗,蛾子会用声音来避免在受压的植物上产卵吗,饥饿的蝙蝠能听到植物被昆虫包围的声音吗,农民能用这些持久性有机污染物来判断他们的作物是否需要更多的水吗?
密尔沃基威斯康星大学的Rafael Rodriguez Sevilla呼吁对植物声学的研究进行更仔细的解释,他说,不知道有害和健康植物的持久性有机污染物有什么不同,很难知道它们会提供多少信息。偷听者会不会在他们的频率上寻找一些变化?他们并不常见。它们也很短,并且容易随着距离而褪色。莱顿大学的Carel ten Cate说:“理论上,动物可能会利用这些声音来获取植物状况的信息,但是如果一株植物每小时产生20次0.1毫秒的柔和脉冲,这有多有意义?由于声音可能会随不同类型的损害或干燥程度而变化,动物可能从中收集到多少具体信息?”
罗德里格斯塞维利亚补充说:“也没有迹象表明持久性有机污染物是压力的特殊信号,而不是由于损伤而偶然产生的信号。”哈德尼承认这一点,但他说,如果这些声音是存在的,它们是有信息的,即使它们不是植物‘有意’发出的。
为了说服他们的批评者,哈德尼和约维尔显然需要做更多的实验。他们已经计划在一个更自然的户外环境中重复他们的研究,看看这些声音是否在环境噪音中传播。我们还需要测试特定的相关生物体,看看它们是否有反应,哈德尼说,当然,对我们来说最令人兴奋的前景是,植物能听到植物的声音吗?
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