压力大的植物会发出空气传播的声音这些声音在一米以外就能被检测到

压力大的植物听起来像什么?有点像泡沫包装被戳破。以色列的研究人员在 3 月 30 日的《细胞》杂志上报告说，由于脱水或茎被切断而受到压力的番茄和烟草植物发出的声音与正常人类谈话的音量相当。这些噪音的频率太高，我们的耳朵无法察觉，但昆虫、其他哺乳动物和其他植物可能会听到它们。

“即使在安静的环境中，实际上也有我们听不到的声音，这些声音携带着信息，”资深作者、特拉维夫大学的进化生物学家和理论家 Lilach Hadany 说。“有些动物可以听到这些声音，所以有可能发生了很多声学相互作用。”

尽管之前已经记录了植物的超声波振动，但这是它们是空气传播的第一个证据，这一 事实使它们与环境中的其他生物更相关。“植物一直与昆虫和其他动物相互作用，其中许多生物使用声音进行交流，因此植物完全不使用声音将是非常次优的，”Hadany 说。

研究人员使用麦克风记录健康和受压的番茄和烟草植物，首先是在隔音室中，然后是在嘈杂的温室环境中。他们通过两种方法对植物施加压力：几天不给它们浇水，以及切断它们的茎。记录植物后，研究人员训练了一种机器学习算法来区分无胁迫植物、缺水植物和剪下的植物。

研究小组发现，受压的植物比不受压的植物发出更多的声音。这种植物的声音类似于爆裂声或咔嗒声，一株受压植物每小时发出大约 30-50 次这样的咔哒声，间隔看似随机，但不受压的植物发出的声音要少得多。“当西红柿完全没有压力时，它们会非常安静，”Hadany 说。

水分胁迫的植物在明显脱水之前就开始发出声音，声音频率在 5 天无水后达到峰值，然后随着植物完全干涸而再次降低。发出的声音类型因压力原因而异。机器学习算法能够准确地区分脱水和切割带来的压力，还可以辨别声音是来自西红柿还是烟草植物。

尽管这项研究主要集中在番茄和烟草植物上，因为它们易于在实验室中生长和标准化，但研究小组还记录了多种其他植物物种。“我们发现许多植物——例如玉米、小麦、葡萄和仙人掌植物——在受到压力时会发出声音，”Hadany 说。

这些噪音背后的确切机制尚不清楚，但研究人员认为，这可能是由于植物血管系统中气泡的形成和破裂，这一过程称为空化。

植物是否为了与其他生物交流而发出这些声音也不清楚，但这些声音存在的事实具有重大的生态和进化意义。Hadany 说：“其他生物可能已经进化到可以听到这些声音并对它们做出反应。” “例如，打算在植物上产卵的飞蛾或打算吃植物的动物可以使用声音来帮助指导他们的决定。”

其他植物也可以聆听声音并从中受益。我们从之前的研究中知道植物可以对声音和振动做出反应：Hadany 和该团队的其他几位成员之前表明，当植物“听到”传粉者发出的声音时，它们会增加花蜜中糖分的浓度，其他研究表明植物会根据声音改变它们的基因表达。Hadany 说：“如果其他植物在压力实际发生之前就知道压力，它们就可以做好准备。”

这组作者说，植物的录音可用于农业灌溉系统，以监测作物水合状态并帮助更有效地分配水。

“我们知道那里有很多超声波——每次你使用麦克风时，你会发现很多东西会产生我们人类听不到的声音——但植物发出这些声音的事实开辟了一条全新的机会之路用于交流、窃听和利用这些声音，”共同资深作者 Yossi Yovel ( @YovelBatLab ) 说，他是特拉维夫大学的神经生态学家。

“现在我们知道植物确实会发出声音，接下来的问题是——'谁可能在听?'”Hadany 说。“我们目前正在研究其他生物体，包括动物和植物，对这些声音的反应，我们也在探索我们在完全自然的环境中识别和解释声音的能力。”