Így panaszkodik a paradicsom – Izraeli kutatók rögzítették a növények hangját

A világon először a Tel-Avivi Egyetem tudósainak sikerült felvenniük a növények „beszédét”.

Már jó ideje ismert, hogy a növények kommunikálnak egymással, de izraeli tudósok most azt állítják, hogy azonosították ezeket a „szavakat”, és megállapították, hogy a különböző fajok különböző „nyelveken” beszélnek, derül ki a Cell című tekintélyes tudományos folyóiratban csütörtökön megjelent úttörő tanulmányból.

A kutatók azt már tudják, hogy a növények különféle módokon kommunikálnak, amikor stressz éri őket. Fizikailag megváltozhatnak (hervadással vagy a levelek színének megváltoztatásával), kesernyés ízűvé válhatnak (a növényevők elriasztására), vagy szagokat (illékony szerves vegyületeket) bocsátanak ki, hogy jelezzék a család többi tagjának, hogy támadás alatt állnak, például rovarok által. Egy nemrégiben készült tanulmány azt is kimutatta, hogy a növények képesek reagálni a hangokra, például úgy, hogy növelik a nektárjuk cukorkoncentrációját, hogy ezzel csalogassák a közelben lármázó beporzókat.

A Tel-Avivi Egyetem kutatói szerint azonban az új tanulmány az első alkalom, hogy a stresszhelyzetben lévő növények levegőben terjedő hangjait távolról rögzítették és osztályozták. Kiderült, hogy a növények kattogásokban „beszélnek”, amelyek kicsit úgy hangzanak, mint a pattogatott kukorica pukkanása. A hangok az emberi beszédhez hasonló hangerővel, de magas frekvencián, az emberi hallótávolságon kívülről jönnek.

Lilach Hadani professzor, az egyetem Növénytudományi és Élelmiszerbiztonsági Karának munkatársa, a tanulmány társvezetője hangsúlyozta: „Egy nagyon régi tudományos vitát oldottunk meg. Bebizonyítottuk, hogy a növények valóban hangokat bocsátanak ki!”

„Eredményeink arra utalnak, hogy a körülöttünk lévő világ tele van növényi hangokkal, és ezek a hangok információkat tartalmaznak, például vízhiányról vagy sérülésekről. Feltételezzük, hogy a természetben a növények által kibocsátott hangokat a közelben lévő élőlények, például denevérek, rágcsálók, különböző rovarok és esetleg más növények is érzékelik, amelyek képesek meghallani a magas frekvenciákat, és értelmezni a releváns információkat” – tette hozzá.

„Úgy véljük, hogy az ember is hasznosíthatja ezeket az információkat, ha megfelelő eszközökkel rendelkezik, például olyan érzékelőkkel, amelyek jelzik a termesztőknek, ha a növényeknek öntözésre van szükségük. Úgy tűnik, egy idilli virágmező elég zajos hely tud lenni. Csak mi nem halljuk a hangokat.”

A kutatócsoport olyan paradicsom- és dohánynövények által kibocsátott ultrahangokat rögzített, amelyek nem kaptak vizet, vagy szárát elvágták, valamint kontrollcsoportként olyanokét, amelyeket békén hagytak.

Az ultrahangos hangok frekvenciája 20 és 150 kHz között van, ami az emberi hallás határértéke felett található. Az ilyen frekvenciákon történő vizsgálat ötlete az evolúciós tudományokból érkező Hadani és a kutatás másik társvezetője, Joszi Jovel professzor együttműködéséből született. Jovel, aki az Idegtudományi Iskola vezetője, valamint a Zoológiai Iskola és a Steinhardt Természettudományi Múzeum oktatója, a denevérek hangjait rögzítette, amelyek szintén ebben a frekvenciatartományban találhatók.

A növények hangját egy csendes akusztikus kamrában és egy zajos üvegházban is rögzítették. A növények élettani változásait is megfigyelték. „A stresszmentes növények átlagosan kevesebb mint egy hangot adtak ki óránként, míg a stresszes helyzetben lévők, mind a kiszáradt, mind a sérült növények óránként több tucatnyi hangot adtak ki.”

A paradicsompalánták például nagyon kevés zajt adtak ki, amikor megöntözték őket, de az ezt követő négy-öt napban a hangok száma megnőtt, majd csökkent, ahogy a növények kiszáradtak. Felvételeket készítettek a dohánymozaikvírussal fertőzött paradicsomnövényekből származó hangokról is.

Az eredmények további tesztelése érdekében a csapat további növényfajok kisebb felmérését végezte el, és sikeresen rögzítette a búza, a kukorica, a Cabernet Sauvignon szőlő, a szemölcskaktuszok és az árvacsalán hangjait.

„Azért arra számítunk, hogy sok növény bocsát ki hangokat, de a hangok jellemzőinek sokféleségét még nem kutattuk” – írják a tanulmányban.

A kutatók elmélete szerint a hangok – legalábbis részben – a szárban lévő kavitációhoz kapcsolódhatnak. Amikor egy növény stressznek van kitéve, légbuborékok képződhetnek, kitágulhatnak és összeeshetnek a xilémben, az apró csövek komplexumában, amely a vizet és az oldható anyagokat szállítja a gyökerekből a szárba és a levelekbe. A jelenség által okozott rezgéseket – a hangokkal ellentétben – a múltban érzékelőkkel is rögzítették.

A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az eredmények a precíziós mezőgazdaságban, például a víz és a betegségek nyomon követésében is felhasználhatók, különösen mivel az éghajlatváltozás egyre több aszályt okoz, ami veszélyezteti az ökoszisztémákat és az élelmiszerbiztonságot.

A kutatók azt az elképzelést is felvetették, hogy más élőlények is képesek lehetnek „hallani” a hangokat és reagálni rájuk. „Az általunk rögzített, 20 és 100 kHz közötti ultrahangtartományba eső növényi kibocsátásokat hallásérzékenységük miatt három-öt méteres távolságból számos emlős és rovar, például egerek és molylepkék is érzékelhetik” – olvasható a tanulmányban.

„Megmutattuk, hogy a növényi hangok hatékonyan osztályozhatók gépi tanulási algoritmusokkal. Így azt gondoljuk, hogy más élőlények is kifejlődhettek arra, hogy ezeket a hangokat is értelmezzék, és reagáljanak rájuk.”

„Ezek az eredmények megváltoztathatják a növényvilágról való gondolkodásunkat, amelyet eddig szinte némának tekintettünk”

– zárul a tanulmány.

A Times of Israel című lapnak nyilatkozva Hadani elmondta, hogy a hangok lehetnek egyszerűen a fiziológiai folyamatok mellékhatásai vagy a kommunikáció egy formája. A tudósok már tudják, hogy egy veszélyeztetett növény illékony szerves vegyületek kibocsátásával segíthet más növényeknek felkészülni a közölt veszélyre. Talán egy növény hangjai is hasonló hatást fejthetnek ki – feltételezte Hadani, hozzátéve, hogy a hangok kibocsátása gyorsabb lehet, mint a szerves vegyületeké.

„A hangok információt tartalmaznak. Megtudhatjuk a növény állapotát, így mások is megtudhatják. A kérdés az, hogy ki és mire használja fel ezt az információt.”