Zvuk biljke – kako biljke vrište

Da li ste znali da pre nego što ste dopustili svojoj biljci da umre, ona Vas je zvala u pomoć?

 

Naučnici sa Univerziteta u Tel Avivu koji se bave proučavanjima biljaka, sproveli su eksperiment kojim su uspešno zabeležili ultrasonični zvuk, približne jačine 65 dB SPL, na udaljenosti od 10 cm od biljaka paradajza i duvana na kojima je vršen eksperiment. Pri tome se podrazumeva da zvuk mogu detektovati i drugi organizmi u blizini.

 

Uvod u proces istraživanja

Pokazalo se da kada se biljke izlože suši dolazi do kavitacije – procesa prilikom koga se formiraju vazdušni mehurići koji se šire i eksplodiraju u vaskularnim elementima biljke i na taj način prouzrokuju stvaranje vibracija.

Ovakve vibracije su zabeležene  povezivanjem uredjaja direktno za biljni organ zbog čega su istraživači odlučili da ispitaju da li biljke emituju zvukove koji bi služili kao potencijalni signali okolini biljke. Njihovi zvukovi bi na različite načine mogli da utiču na druge biljke, ali i životinje koje takodje mogu da čuju ove zvukove.

Uz pomoć mašinskih modela, postignuta je velika tačnost prilikom razlikovanja biljaka koje su pod stresom od onih koje nisu i to samo na osnovu zvukova koje one emituju

 

Istraživanje i rezultati

Biljke koje su korišćene bile su biljka paradajza (Solanum lycopersicum) i biljka duvana (Nicotiana tabacum). Bilke su bile izlagane stresu nastalom usled suše i stresu nastalom usled sečenja stabljike. Kontrolna grupa je takođe bila prisutna. 

Fokus je stavljen na ultrasonični opseg zvuka 20-150 kHz, pri kome je pozadinska buka slabija.

 

Kako bi istražili emisije zvuka iz vazduha, napravili su pouzdan sistem za snimanje. Taj sistem su stavili na dva različita mesta; kod biljaka koje su bile u akustičnoj kutiji i kod biljaka koje su bile u stakleniku.  

U prvom slučaju, svaka biljka je snimana sa dva mikrofona istovremeno, unutar zvučno izolovane kutije.

Otkriveno je da su biljke koje su bile pod stresom emitovale mnogo jače zvukove od kontrolnih biljaka.

Zatim su sproveli istraživanje i na biljkama unutar staklenika.

Prvi izazov sa kojim su se naučnici susreli jeste razlikovanje zvukova koje emituju biljke od zvukova koji su prisutni u stakleniku. Počeli su tako što su stvorili biblioteku buke staklenika, snimajući zvukove unutar staklenika u kome nije bilo biljaka. U prethodnom delu eksperimenta, gde su biljke bile u zvučno izolovanim kutijama, naučnici su dobili čiste zvukove koje su emitovale biljke i koje su sada mogli da koriste prilikom njihove klasifikacije i razlikovanja od ostalih zvukova.

Metoda koju su koristili ovde zasnivala se na beleženju zvukova biljke nakon jednog dana zalivanja, koja je predstavljala kontrolu, i biljke nakon pet dana od zalivanja, koja predstavlja biljku pod stresom. Ovom metodom postignuta je tačnost od 84% u razlikovanju biljaka koje su bile izložene stresu od biljaka koje su predstavljale kontrolnu grupu. Zatim su prebrojali zvukove koje je emitovala biljka paradajza, a koji su snimani svakog dana i uočili doslednost akustičkog obrasca. Biljke ispuštaju vrlo malo zvukova ako se navodnjavaju, zatim se broj zvukova dnevno povećava narednih 4-6 dana kako se biljka izlaže stresu, nakon čega će opasti kako se biljka suši.

 

Diskusija i moguća primena

Ukoliko ovi zvukovi služe za komunikaciju od koje biljka može imati koristi, prirodna selekcija bi mogla favorizovati osobine koje bi povećale njihov prinos.

 

Kako se zvukovi mogu veoma uspešno klasifikovati pomoću algoiritama, istraživači veruju da su i drugi organizmi razvili ove mehanizme kako bi odgovorili na njih.

Na primer, mnogi moljci, koji najčešće koriste paradajz i duvan kao domaćine svojih larvi, mogli bi da čuju te zvukove i da na taj način izbegnu biljke koje umiru.

 

Ukoliko biljke ispuštaju zvukove prilikom napada gusenice, slepi miševi ih mogu čuti i hraniti se gusenicama čineći uslugu biljkama. 

Takodje, pretpostavlja se da i druge biljke mogu čuti te zvukove i da odgovaraju na njih na način da se zaštite od nepovoljnih uslova u kojima se nalazi susedna biljka.

 

I na kraju, istraživači veruju da bi ovi zvukovi bili od izuzetne koristi u poljoprivredi prilikom navodnjavanja. Gde bi preciznije navodnjavanje moglo da dovede do mnogostruko većeg prinosa biljaka.

 

 

 

Izvor:

Khait, I. et al. “Plants Emit Informative Airborne Sounds Under Stress”. 2018. Cold Spring Harbor Laboratory, doi:10.1101/507590. Accessed 27 Jan 2021.