特拉维夫大学的研究人员在世界上首次记录并分析了植物发出的清晰声音。类似于爆米花爆裂声的咔嗒声以类似于人类语音的音量发出,但频率很高,超出了人耳的听觉范围。研究人员:“我们发现植物在受到压力时通常会发出声音,而且每种植物和每种压力都与特定的可识别声音相关联。虽然人耳无法察觉,但植物发出的声音可能会被听到被各种动物,如蝙蝠、老鼠和昆虫所感染。”

特拉维夫大学的研究人员在世界上首次记录并分析了植物发出的清晰声音

该研究由 Wise 生命科学学院植物科学与食品安全学院的 Lilach Hadany 教授与 Sagol 神经科学学院院长兼动物学院教员 Yossi Yovel 教授领导。 Steinhardt 自然历史博物馆和研究生 Itzhak Khait 和 Ohad Lewin-Epstein,与来自 Raymond 和 Beverly Sackler 数学科学学院、谷物作物研究所和 Sagol 神经科学学院的研究人员合作——都在特拉维夫大学。该论文发表在著名的科学杂志《细胞》上。

Hadany 教授:“根据之前的研究,我们知道附着在植物上的振动计会记录振动。但这些振动是否也会变成空气传播的声波 - 即可以从远处记录的声音?我们的研究解决了这个问题,研究人员一直在为许多人争论不休年。”

在研究的第一阶段,研究人员将植物放在一个安静、孤立、没有背景噪音的地下室的声学箱中。超声波麦克风记录频率为 20-250 千赫兹的声音(成人检测到的最大频率约为 16 千赫兹),距离每株植物约 10 厘米。该研究主要集中在番茄和烟草植物上,但也记录了小麦、玉米、仙人掌和天竺葵。

Hadany 教授:“在将植物放入音箱之前,我们对它们进行了各种处理:有些植物五天没有浇水,有些植物的茎被切掉了,有些则没有动过。我们的目的是测试是否植物发出声音,以及这些声音是否受到植物状况的任何影响。我们的录音表明,我们实验中的植物发出的声音频率为 40-80 千赫。平均而言,不受压力的植物每小时发出不到一种声音,而受压的植物——既有脱水的也有受伤的——每小时发出几十种声音。”

通过专门开发的机器学习 (AI) 算法分析以这种方式收集的录音。这些算法学会了如何区分不同的植物和不同类型的声音,并最终能够从录音中识别植物并确定压力的类型和水平。此外,即使植物被放置在背景噪音很大的温室中,算法也能识别和分类植物的声音。在温室中,研究人员监测了随着时间的推移经历脱水过程的植物,发现它们发出的声音数量增加到某个峰值,然后减少。

Hadany 教授:“在这项研究中,我们解决了一个非常古老的科学争议:我们证明了植物确实会发出声音!我们的研究结果表明,我们周围的世界充满了植物的声音,并且这些声音包含信息——例如关于缺水的信息或伤害。我们假设在自然界中,植物发出的声音会被附近的生物检测到,例如蝙蝠、啮齿动物、各种昆虫,可能还有其他植物——它们可以听到高频并获得相关信息。我们相信人类可以还可以利用这些信息,只要有合适的工具——比如当植物需要浇水时告诉种植者的传感器。显然,田园诗般的花田可能是一个相当嘈杂的地方。只是我们听不到声音!”

在未来的研究中,研究人员将继续探索一系列有趣的问题:植物发出声音的机制是什么?飞蛾如何检测植物发出的声音并做出反应?其他植物也能听到这些声音吗?和更多…