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植物也會(huì)說(shuō)話??jī)x器傾聽(tīng)植物“吶喊”

2019-12-16 10:29:41來(lái)源:儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:植物閱讀量:3713
我要評(píng)論

導(dǎo)讀:除了志怪故事中的樹(shù)怪花妖,植物在我們印象中一直是不能言語(yǔ)也沒(méi)有思想的沉默形象。雖然看似天方夜譚,但實(shí)際上看似沉默的植物界實(shí)際上卻“人聲鼎沸”,熱鬧得像一個(gè)菜市場(chǎng)。植物們用人類的感官難以捕捉的方式密切交流著。

  【儀器網(wǎng) 時(shí)事聚焦】除了志怪故事中的樹(shù)怪花妖,植物在我們印象中一直是不能言語(yǔ)也沒(méi)有思想的沉默形象。雖然看似天方夜譚,但實(shí)際上看似沉默的植物界實(shí)際上卻“人聲鼎沸”,熱鬧得像一個(gè)菜市場(chǎng)。植物們用人類的感官難以捕捉的方式密切交流著。
 

 
  早在幾十年前,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了植物之間可能存在某種交流方式。1983年,美國(guó)華盛頓大學(xué)的兩位植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)受損的樹(shù)葉會(huì)釋放一種借助空氣傳遞的化學(xué)信號(hào),使健康的樹(shù)能接受到來(lái)自受到傷害的樹(shù)的信息。雖然在當(dāng)時(shí)沒(méi)有人相信他們的研究,但2000年,美國(guó)加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的一位生態(tài)學(xué)家證實(shí)這一點(diǎn),他發(fā)現(xiàn)植物可以通過(guò)“植物源揮發(fā)性有機(jī)化合物(BVOCs)”與其他植物甚至昆蟲(chóng)傳遞信號(hào)。
 
  除了BVOCs,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)植物可以通過(guò)根際真菌網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流。以色列的一個(gè)研究小組通過(guò)對(duì)豌豆的研究發(fā)現(xiàn)植物的根部之間存在交流。但他們沒(méi)有找到根部交流是如何實(shí)現(xiàn)的。不久之后,有研究指出,植物根部的交流依靠的是一種絲狀真菌。這種真菌在絕大多數(shù)植物的根部都存在,它承擔(dān)起了傳遞信息的作用。
 
  雖然有越來(lái)越多的證據(jù)表明植物之間確實(shí)可以互相交流,但是植物可以跟動(dòng)物一樣通過(guò)聲音交流嗎?很多科學(xué)家都試圖尋找答案。上世紀(jì)70年代,澳大利亞的科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)植物在嚴(yán)重干旱時(shí)會(huì)發(fā)出聲音。2002年,英國(guó)和日本的科學(xué)家合作設(shè)計(jì)出由放大器、合成器和錄音器組成的“植物活性翻譯機(jī)”,發(fā)現(xiàn)植物在不同情況下會(huì)發(fā)出不同的聲音。2012年,植物學(xué)家莫尼卡·加利亞諾發(fā)現(xiàn)植物可以通過(guò)根的規(guī)律性“點(diǎn)擊”發(fā)出聲音,并在自己的論文中引用了一篇文章,稱在水中培養(yǎng)的玉米會(huì)發(fā)出輕微的聲音影響根的生長(zhǎng)方向。這種聲音的頻率為220Hz左右,可以被人類聽(tīng)到。雖然許多科學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度,但對(duì)植物聲音的研究并沒(méi)有就此停止。
 
  近日,以色列的科學(xué)家記錄下了番茄和煙草在莖稈被切斷和面臨干旱時(shí)發(fā)出的空氣傳聲。他們?cè)陔x植物10厘米遠(yuǎn)的地方設(shè)置了可以接收范圍在20~100千赫茲內(nèi)的超聲波的儀器,后發(fā)現(xiàn),在干旱情況下番茄平均每小時(shí)會(huì)發(fā)出35次聲音,煙草是11次;而在莖稈被切斷的情況下,番茄平均每小時(shí)發(fā)出25次聲音,煙草15次。作為對(duì)照組的植物平均每小時(shí)發(fā)出的聲音只有不到1次。研究人員還發(fā)現(xiàn),雖然人類聽(tīng)不到這種聲音,昆蟲(chóng)和一些哺乳動(dòng)物卻可能對(duì)此作出反應(yīng)。為了區(qū)分這些聲音代表的含義,研究人員訓(xùn)練了一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模型,這個(gè)模型可以根據(jù)聲音的強(qiáng)度和頻率判斷植物發(fā)出的聲音是因?yàn)槿彼€是莖稈被切斷。
 
  研究植物的聲音可以對(duì)農(nóng)業(yè)帶來(lái)巨大的影響。一般來(lái)說(shuō),農(nóng)作物的灌溉都是依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定期灌溉,病蟲(chóng)害也需要植物受到明顯的損害才能被發(fā)現(xiàn)。如果人們可以解讀植物的聲音,就可以準(zhǔn)確得知植物的狀態(tài),在作物缺水的時(shí)候及時(shí)灌溉,遭遇病蟲(chóng)害時(shí)也可以及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。這將開(kāi)辟精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的新領(lǐng)域。
 
  在此之前,收集更多的植物聲音以及與之對(duì)應(yīng)的情況是非常有必要的。而這些都需要依靠?jī)x器的技術(shù)發(fā)展。植物的聲音極其細(xì)微,目前科學(xué)家也只做到了在距離10厘米的地方采集聲音,如果距離更遠(yuǎn),就需要靈敏度更高的儀器,以及更強(qiáng)大的將植物發(fā)出的聲音與其他環(huán)境噪音分辨出來(lái)的能力?,F(xiàn)在,對(duì)植物聲音的研究才剛剛開(kāi)始,我們需要做的還有很多。
 
  資料來(lái)源:中國(guó)科學(xué)報(bào)
 
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