Dat het koninkrijk van flora veel complexer is dan het lijkt, is al lang bekend. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers ontdekt dat planten de nadering van bestuivende insecten horen, elkaar waarschuwen voor gevaar en zelfs weten hoe ze moeten tellen.
Maar dit, zo bleek, zijn niet alle verrassingen die de flora verbergt. Onlangs hebben specialisten van de Universiteit van Tel Aviv voor het eerst de geluiden opgenomen die een plant maakt onder stress.
Itzhak Khait en zijn collega's ontdekten dat tomaten en tabak, door gebrek aan water of na het snijden van de stengels, piepen. Het is waar dat het menselijk oor de frequenties waarop planten 'spreken' niet kan horen.
Laten we uitleggen dat Chait gespecialiseerd is in de studie van het plantenleven. De onderzoeker houdt zich al enkele jaren bezig met moleculaire biologie en ecologie. In zijn experiment plaatste de wetenschapper microfoons op 10 centimeter van de landingen. De gevoelige apparatuur detecteerde trillingen in het ultrasone bereik (van 20 tot 100 kilohertz).
Voor het eerst konden wetenschappers de geluiden van planten op een vrij grote afstand - ongeveer tien centimeter - opnemen.
Het experiment toonde aan dat tomatenstruiken bij onvoldoende water geven gemiddeld 35 "schreeuwen" per uur uitstoten, en tabak - 11.
Een vergelijkbare reactie werd waargenomen bij het snijden van de stelen. Een “bijgesneden” tomaat produceerde gemiddeld 25 geluiden per uur. Tabak klonk iets vaker dan tijdens droogte - gemiddeld 15 keer per uur.
Volgens de waarnemingen van Hait en zijn collega's verschilde de ‘schreeuw’ ook in intensiteit, afhankelijk van de situatie. Gedehydrateerde tabaksplanten maakten bijvoorbeeld luidere geluiden dan gesneden.
Promotie video:
Al deze wetenschappers hebben het ontdekt dankzij kunstmatige intelligentie. Een speciaal algoritme werd aangeleerd om de intensiteit en frequentie van trillingen afkomstig van groene proefpersonen te herkennen en te onderscheiden van ritselende bladeren, de geluiden van regen, wind en andere kasgeluiden.
Hoe maken planten precies geluiden? Eerder registreerden experts, met behulp van sensoren die direct op de stelen waren geplaatst, trillingen die voortkwamen uit de zogenaamde cavitatie (de vorming en explosie van luchtbellen in het xyleem).
Laten we uitleggen dat xylems plantanalogons zijn van vaten, waarvan de belangrijkste taak is om water en voedingsstoffen van de wortels naar de bladeren te brengen.
Chait en collega's suggereren dat de geluidseffecten die ze hebben geïdentificeerd ook verband kunnen houden met cavitatie. Maar zelfs als de gok van de onderzoekers juist is, heeft tot nu toe niemand dergelijke geluiden op zo'n indrukwekkende afstand van planten kunnen registreren.
Het fenomeen, ontdekt door Israëlische experts, kan een diepe biologische betekenis hebben. Insecten nemen ultrasone golven bijvoorbeeld goed waar. Daarom kunnen sommige soorten motten, na de "noodkreet" gehoord te hebben, weigeren om eieren te leggen op de "disfunctionele" plant.
Bovendien kunnen de groene neven van de plant in nood waarschijnlijk het alarmsignaal over het gebrek aan water "horen" en zelfs maatregelen nemen om te overleven, menen biologen.
In een voordruk voor een wetenschappelijk artikel over bioRxiv stellen de auteurs dat hun experimentele resultaten zullen helpen de manier te veranderen waarop het plantenrijk tot nu toe als "stil" werd beschouwd.
Trouwens, Khait en zijn collega's zijn er zeker van dat niet alleen tomaten en tabak problemen 'melden'. Ter voorbereiding op het volgende wetenschappelijke project hebben wetenschappers al ultrasone trillingen geregistreerd die afkomstig zijn van een cactus van het geslacht Mammillaria, evenals een kopkever.
Volgens de auteurs van het werk kan de ontdekking van hen een nieuwe bladzijde in de landbouw worden. Door naar gewassen te luisteren, anticiperen boeren op mogelijke watertekorten en voorkomen ze dat toekomstige gewassen uitdrogen.
Maar ook deze mening kent tegenstanders: sommige collega's van Israëlische biologen vinden het te vroeg om conclusies te trekken over de toepasbaarheid van het door hen ontdekte fenomeen in de landbouw.
Verder onderzoek moet worden gedaan om te bepalen of planten op dezelfde manier reageren op andere belangrijke omgevingsfactoren, zoals oncomfortabele temperaturen en bodemsamenstelling.
Ksenia Vasilieva
