Spis treści:
- Eksperyment z dźwiękami wydawanymi przez rośliny
- W jaki sposób rośliny wydają dźwięki?
- Jak przebiegało badanie?
- Co wyniknęło z badania?
- Jak można wykorzystać wyniki w praktyce?
Eksperyment z dźwiękami wydawanymi przez rośliny
Eksperyment dotyczący odgłosów wydawanych przez rośliny został przeprowadzony na Uniwersytecie w Tel Awiwie. Zajmowała się nim Lilach Hadany – starsza autorka badania, teoretyk i biolog ewolucyjny.
Aby sprawdzić, jakie dźwięki wydają rośliny i jak ich kondycja wpływa na ich natężenie, naukowcy nagrali pomidora, tytoń i kaktusa. Zrobili to zarówno, gdy okazy były zdrowe, jak i wówczas gdy były zestresowane, czyli poddane suszy, infekcjom i cięciu.
Po wprowadzeniu biblioteki dźwięków do komputera naukowcy stwierdzili, że sztuczna inteligencja jest w stanie odróżnić roślinę zestresowaną od zdrowej. Komputer był również w stanie rozpoznać dźwięki powstające w odpowiedzi na różne rodzaje stresu i emitowane przez poszczególne gatunki.
Przeczytaj również: Najdroższe grzyby świata. Jak smakują i czy można je uprawiać w Polsce?
W jaki sposób rośliny wydają dźwięki?
Drgania roślin opisano w kilku scenariuszach. Odkryto, że te narażone na suszę doświadczają kawitacji, czyli procesu, w którym pęcherzyki powietrza tworzą się, rozszerzają i zapadają w ksylemie, powodując wibracje. Zostały one zbadane poprzez podłączenie urządzenia rejestrującego bezpośrednio do instalacji.
Dlaczego ludzie nie mogą ich usłyszeć? Ponieważ ucho dorosłego człowieka odbiera maksymalną częstotliwość na poziomie około 16 kiloherców. Natomiast w badaniu zastosowano mikrofony ultradźwiękowe rejestrujące dźwięki od 20 do 250 kiloherców.
Przeczytaj również: Ma 73 lata. Kto wynalazł kuchenkę mikrofalową?
Jak przebiegało badanie?
Na pierwszym etapie umieszczono rośliny w izolowanej akustycznie skrzynce bez hałasu tła. Mikrofony ustawiono w odległości około 10 cm od każdej rośliny. Analizowano przede wszystkim dźwięki emitowane przez pomidory i tytoń, ale także pszenicę, kukurydzę, kaktusy i jasnotę różową (Lamium amplexicaule).
Co ważne dla wyników, przed włożeniem roślin do skrzynek poddano je różnym zabiegom, które miały narazić ja na stres.
Wyróżniono trzy grupy badawcze roślin:
- które nie były podlewane przez 5 dni,
- których części obcięto,
- na których nie wykonywano żadnych zabiegów
Celem eksperymentu było sprawdzenie, czy wydają one dźwięki i czy na ich charakter wpływa stan i kondycja danego okazu.
Przeczytaj również: Najdziwniejsze owoce świata. Czy znasz je wszystkie?
Co wyniknęło z badania?
Nagrania przy użyciu mikrofonów wykazały, że rośliny emitowały dźwięki o częstotliwości 40-80 kiloherców. Jednak co najciekawsze, te niestresowane (czyli niepoddawane żadnym działaniom) wydawały średnio mniej niż jeden dźwięk na godzinę. Natomiast zestresowane okazy – zarówno wysuszone, jak i uszkodzone – emitowały co godzinę dziesiątki dźwięków. Stwierdzono silną korelację między liczbą odgłosów emitowanych na godzinę a odpowiadającą im szybkością transpiracji rośliny (czyli utraty przez nią wody w wyniku parowania).
Profesor Hadany, która czuwała nad badaniem, podkreśliła, że rośliny zwykle wydają dźwięki, gdy są w stresie, oraz że każda roślina i poszczególny rodzaj stresu jest powiązany z określonym, charakterystycznym odgłosem. Co jeszcze bardziej interesujące, choć dźwięki nie są słyszalne dla człowieka, to prawdopodobniej odbierają je różne zwierzęta, w tym nietoperze, myszy i owady.
Zestresowane rośliny wykazują zmienione fenotypy. To znaczy, że modyfikacji podlega ich kolor, zapach i kształt. To zjawisko jest znane już od dawna i przebadane przez wielu naukowców. Jednak badanie nad dźwiękami jest zupełną nowością.
Dodatkowo odgłosy emitowane przez rośliny można nagrać z odległości i sklasyfikować. Naukowcy rejestrowali ultradźwięki emitowane przez pomidor i tytoń w komorze akustycznej i w szklarni, monitorując jednocześnie parametry fizjologiczne rośliny. Opracowali modele uczenia maszynowego, które bez trudu identyfikowały stan roślin, czyli stopień odwodnienia i uszkodzenia. Robiły to wyłącznie na podstawie odbieranych dźwięków.
Naukowcy podkreślają, że ich praca otwiera możliwości zrozumienia roślin i ich interakcji ze środowiskiem oraz może mieć znaczący wpływ na rolnictwo.
Jak brzmi zestresowana roślina? Wydaje ona dźwięki podobne do klikania lub trzasku pękającego popcornu. Dość szokujące jest to, że pod względem głośności takie odgłosy odpowiadają ludzkiej mowie. Nie są jednak słyszalne przez ludzi ze względu na swoją częstotliwość.
Przeczytaj również: Najdziwniejsze owoce i warzywa świata. Które rosną w Polsce i co się stanie, gdy je zjesz?
Jak można wykorzystać wyniki w praktyce?
Eksperyment to nie tylko ciekawe badanie pod względem naukowym. Jego wyniki pokazują, że dźwięki roślin dostarczają informacje, które można zinterpretować i wykorzystać do klasyfikacji ich typu i kondycji.
Istnieje więc spory potencjał zastosowania badania bioakustyki roślin. Analiza emisji akustycznej może odgrywać ważną rolę w ekologii i rozwoju rolnictwa, szczególnie jego odmiany nazywanej rolnictwem precyzyjnym.
Redakcja
Odpowiedzi do zadań z podręczników z fizyki znajdziesz tutaj:
Fizyka – rozwiązania do zadań z podręcznika
Fizyka – objaśnienia do zadań z podręcznika
Fizyka – objaśnienia i rozwiązania do zadań z podręcznika
