【儀器網 時事聚焦】除了志怪故事中的樹怪花妖，植物在我們印象中一直是不能言語也沒有思想的沉默形象。雖然看似天方夜譚，但實際上看似沉默的植物界實際上卻“人聲鼎沸”，熱鬧得像一個菜市場。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，科學家就發現了植物之間可能存在某種交流方式。1983年，美國華盛頓大學的兩位植物學家發現受損的樹葉會釋放一種借助空氣傳遞的化學信號，使健康的樹能接受到來自受到傷害的樹的信息。雖然在當時沒有人相信他們的研究，但2000年，美國加利福尼亞大學戴維斯分校的一位生態學家證實這一點，他發現植物可以通過“植物源揮發性有機化合物(BVOCs)”與其他植物甚至昆蟲傳遞信號。
除了BVOCs，科學家還發現植物可以通過根際真菌網絡進行交流。以色列的一個研究小組通過對豌豆的研究發現植物的根部之間存在交流。但他們沒有找到根部交流是如何實現的。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植物的根部都存在，它承擔起了傳遞信息的作用。
雖然有越來越多的證據表明植物之間確實可以互相交流，但是植物可以跟動物一樣通過聲音交流嗎？很多科學家都試圖尋找答案。上世紀70年代，澳大利亞的科學家就發現植物在嚴重干旱時會發出聲音。2002年，英國和日本的科學家合作設計出由放大器、合成器和錄音器組成的“植物活性翻譯機”，發現植物在不同情況下會發出不同的聲音。2012年，植物學家莫尼卡·加利亞諾發現植物可以通過根的規律性“點擊”發出聲音，并在自己的論文中引用了一篇文章，稱在水中培養的玉米會發出輕微的聲音影響根的生長方向。這種聲音的頻率為220Hz左右，可以被人類聽到。雖然許多科學家仍然持懷疑態度，但對植物聲音的研究并沒有就此停止。
近日，以色列的科學家記錄下了番茄和煙草在莖稈被切斷和面臨干旱時發出的空氣傳聲。他們在離植物10厘米遠的地方設置了可以接收范圍在20~100千赫茲內的超聲波的儀器，后發現，在干旱情況下番茄平均每小時會發出35次聲音，煙草是11次；而在莖稈被切斷的情況下，番茄平均每小時發出25次聲音，煙草15次。作為對照組的植物平均每小時發出的聲音只有不到1次。研究人員還發現，雖然人類聽不到這種聲音，昆蟲和一些哺乳動物卻可能對此作出反應。為了區分這些聲音代表的含義，研究人員訓練了一個機器學習模型，這個模型可以根據聲音的強度和頻率判斷植物發出的聲音是因為缺水還是莖稈被切斷。
研究植物的聲音可以對農業帶來巨大的影響。一般來說，農作物的灌溉都是依靠經驗進行定期灌溉，病蟲害也需要植物受到明顯的損害才能被發現。如果人們可以解讀植物的聲音，就可以準確得知植物的狀態，在作物缺水的時候及時灌溉，遭遇病蟲害時也可以及時采取應對措施。這將開辟精準農業的新領域。
在此之前，收集更多的植物聲音以及與之對應的情況是非常有必要的。而這些都需要依靠儀器的技術發展。植物的聲音極其細微，目前科學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，就需要靈敏度更高的儀器，以及更強大的將植物發出的聲音與其他環境噪音分辨出來的能力。現在，對植物聲音的研究才剛剛開始，我們需要做的還有很多。
資料來源：中國科學報
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