V časoch intenzívneho stresu ľudia niekedy nechajú naštvať kvílenie and - a nová štúdia naznačuje, že rastliny by mohli robiť to isté.
Na rozdiel od ľudských výkrikov sú však rastlinné zvuky príliš vysoké na to, aby sme ich počuli, podľa prieskumu, ktorý bol zverejnený 2. decembra v databáze bioRxiv. Keď však vedci z Tel Avivskej univerzity v Izraeli umiestnili mikrofóny do blízkosti stresovaných rastlín paradajok a tabaku, prístroje zachytili ultrazvukové kňučanie plodín zo vzdialenosti asi 10 centimetrov. Hluky sa pohybovali v rozmedzí 20 až 100 kilohertz, čo je objem, ktorý by bolo možné „odhaliť niektorými organizmami až do vzdialenosti niekoľkých metrov“, uviedli autori. (Príspevok ešte nebol recenzovaný.)
Zvieratá a rastliny by mohli počúvať tiché výkriky rastlín a reagovať na ne a možno aj ľudia, ktorí majú k dispozícii správne nástroje, dodali autori. Myšlienka, že „zvuky, ktoré rastliny vyvolávajú suchom, by sa mohli použiť v presnom poľnohospodárstve, sa zdá byť uskutočniteľné, ak nie je príliš nákladné zostaviť záznam v poľnej situácii“, Anne Visscher, členka oddelenia komparatívnej biológie rastlín a húb v Kráľovských botanických záhradách vo Veľkej Británii, povedal New Scientist.
Podobne ako zvieratá, rastliny reagujú na stres rôznymi spôsobmi; Štúdie naznačujú, že rastliny môžu uvoľňovať páchnuce chemické zlúčeniny alebo meniť svoju farbu a tvar v reakcii na sucho a uhryznutie hladnými bylinožravcami. Zdá sa, že zvieratá rozpoznávajú tieto botanické stresové signály a reagujú na ne, a zdá sa, že dokonca aj iné rastliny sa zachytávajú na voňavých voňavkách, ktoré sa vlnia od ich napätých susedov. Niektoré predošlé výskumy naznačujú, že rastliny reagujú aj na zvuk, ale pretrváva otázka, či samotné rastliny emitujú detekovateľné zvuky.
V predchádzajúcich štúdiách vedci pripevňovali záznamové zariadenia priamo na rastliny, aby počúvali tajné zvuky vnútri ich stoniek. V rastlinách stresovaných suchom sa vzduchové bubliny tvorili, praskali a vyvolali vibrácie v tkanive, ktoré za normálnych okolností prenáša vodu do stoniek rastlín. Tento proces, známy ako kavitácia, bol zachytený pomocou pripojených záznamových zariadení, ale vedci z Tel Avivu chcel vedieť, či zvuky rastlín nemôžu cestovať vzduchom.
Tím zostavil mikrofóny v blízkosti vystresovaných rastlín rajčiaka a tabaku umiestnených do zvukotesnej skrinky alebo otvoreného skleníkového priestoru. Vedci podrobili jednu sadu plodín suchu a druhú fyzickému poškodeniu (ostrihaná stonka). Ako porovnávací bod slúžila tretia nedotknutá skupina.
Záznamy odhalili, že rôzne druhy rastlín vydávali odlišné zvuky rôznou rýchlosťou v závislosti od ich stresora. Rastliny rajčiakov zdôraznené suchom v priemere emitujú v priemere asi 35 ultrazvukových kňučaní za hodinu, zatiaľ čo rastliny s rezanými stonkami produkujú asi 25 kusov tabaku. Na porovnanie priemerný počet zvukov emitovaných nedotknutými rastlinami klesol pod jednu hodinu.
Vzhľadom na rozdiely v zvukoch medzi skupinami sa vedci pýtali, či by mohli identifikovať každú rastlinu iba na základe jej výkriku. Pomocou strojového učenia - typu algoritmu umelej inteligencie - tím vybral odlišné vlastnosti v každej sade zvukov a úspešne triedil svoje rastliny do troch kategórií: „suché, rezané alebo neporušené“. Jedného dňa mohli poľnohospodári použiť podobnú technológiu na počúvanie plodín zdôraznených suchom vo svojich oblastiach, navrhli autori.
V tejto štúdii autori netestovali, či rastliny vystavené chorobám, nadmerným hladinám soli alebo nepriaznivým teplotám tiež emitujú zvuk, takže zostáva neznáme, či všetky kvitnuté rastliny kňučia. Vedci však zaznamenali podobné zvuky aj v iných rastlinách rezaných alebo suchom zdôraznených, vrátane kaktusov ostnatého vankúša a hniezdovitých burín. Hmyz, ako sú napríklad mory, môže počuť zvuky emitované stresovanými rastlinami, aby vyhodnotil ich stav pred kladením vajíčok na svoje listy, autori navrhli.
Kým vedci nepozorujú, ako a či mory reagujú na zvuky rastlín, tento záver zostáva špekulatívny, autori dodali - v skutočnosti jeden externý odborník uviedol, že myšlienka môže byť „príliš špekulatívna“.
Edward Farmer, profesor molekulárnej biológie rastlín na univerzite v Lausanne vo Švajčiarsku, povedal novému vedcovi, že je známe, že hmyz uprednostňuje určité rastliny z rôznych dôvodov a že pochybnosti o nadmernom hluku je jedným z týchto dôvodov. Nová štúdia navyše nezohľadnila zvuky, ktoré môže suchá pôda vydávať sama, ako aj ďalšie mätúce zvuky, ktoré mohli mikrofóny vedcov zachytiť, dodal Farmer.
