گیاهان هم جیغ می‌زنند؛ اما ما صدایشان را نمی‌شنویم

براساس یافته‌های پژوهشی جدید، اگر به گیاهی آسیب بزنید، جیغ می‌زند. البته این صدا مانند جیغ انسان‌ها نیست؛ بلکه معمولاً گیاهان هنگام قرارگرفتن در شرایط استرس‌زا، صداهایی را در فرکانس‌های فراصوت خارج از محدوده‌ی شنوایی انسان منتشر می‌کنند. به‌عقیده‌ی پژوهشگرها، جیغ‌‌زدن یکی از روش‌های انتقال اندوه گیاهان به جهان اطرافشان است. لیلاچ هادانی، زیست‌شناس تکاملی، درباره‌ی این موضوع می‌گوید:

حتی در محیطی آرام، صداهایی وجود دارند که نمی‌شنویم و این صداها می‌توانند حامل اطلاعات باشند. برخی از حیوانات می‌توانند این صداها را بشنوند؛ بنابراین، این احتمال وجود دارد که برهم‌کنش آکوستیک زیادی رخ دهد.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، گیاهان در شرایط استرس‌زا چندان هم منفعل نیستند؛ بلکه تغییرات چشمگیری تجربه می‌کنند که یکی از این تغییرات آشکارشدنی‌ حداقل برای ما انسان‌ها انتشار رایحه‌های قدرتمند است. همچنین، ممکن است رنگ و شکل برخی گیاهان تغییر کند.

این تغییرات نشانه‌ی خطر برای دیگر گیاهان مجاور هستند که در واکنش به آن دفاع خود را افزایش دهند یا حیوانات را به‌سمت عامل آسیب‌زای گیاهان هدایت کنند. با‌این‌حال، انتشار سیگنال‌های دیگر مثل سیگنال‌های صوتی در گیاهان هنوز کاملاً بررسی نشده است. چند سال پیش، هادانی و همکارانش متوجه شدند که گیاهان می‌توانند صوت را تشخیص دهند. پرسش منطقی بعدی این است که آیا می‌توانند آن را تولید کنند؟

دانشمندان برای پی‌بردن به این مسئله، صدای گیاهان تنباکو و گوجه را در شرایط مختلف ضبط کردند. آنان در ابتدا برای رسیدن به شرایط پایه، صدای گیاهان را در شرایط بدون استرس ضبط کردند. سپس، ضبط را در شرایط بی‌آبی یا بریدن ساقه انجام دادند. این ضبط‌ها در ابتدا در محفظه‌ی آکوستیک عایق صوتی و سپس در محیط گلخانه‌ای معمولی انجام شدند.

در مرحله‌ی بعدی، پژوهشگرها الگوریتم یادگیری ماشین را برای تفکیک صدای تولیدشده‌ی گیاهان در شرایط بدون استرس و بریدن گیاه و شرایط کم‌آبی آموزش دادند. فیلم زیر صدای ضبط‌شده‌ی گیاه را نشان می‌دهد.

صدایی که گیاهان منتشر کردند، مانند نویزهایی است که در فرکانس‌های خارج از محدوده‌ی شنوایی انسان قرار دارند و در شعاع بیش از یک متری می‌توان آن‌ها را کشف کرد. ناگفته نماند که گیاهان در شرایط بدون استرس هیچ نویزی را منتشر نکردند.

بااین‌حال در شرایط استرس، صداها و نویزهای بیشتری تولید کردند که مقدار آن به‌صورت میانگین براساس نوع گونه‌ها به ۴۰ تیک در ساعت می‌رسید؛ به‌ویژه گیاهان محروم از آب صداهای زیادی منتشر کردند. این گیاهان پیش از بروز علائم کم‌آبی این صداها را منتشر کردند و صداها با افزایش تشنگی گیاه زیاد شدند.

الگوریتم توانست صداها و گونه‌های منتشرکننده‌ی صدا را تشخیص دهد؛ البته این آزمایش به گیاه گوجه‌فرنگی و تنباکو محدود نشد و پژوهشگرها گیاهان مختلفی را آزمایش کردند. آنان متوجه شدند که تولید صدا یکی از فعالیت‌های رایج گیاهان است. گندم، ذرت، انگور، کاکتوس و گزنه از گیاهانی بودند که همگی از خود صدا منتشر کردند.

بااین‌همه، هنوز ناشناخته‌هایی در این رابطه وجود دارند. برای مثال، مشخص نیست صداها چگونه تولید می‌شوند. در پژوهش قبلی، گیاهان بی‌آب شرایط کاواک‌زایی‌ را تجربه کردند. در این فرایند، حباب‌های هوا در ساقه شکل می‌گیرند و منبسط می‌شوند و از هم می‌پاشند. هنگامی‌که قولنج انگشت‌های دست را می‌شکنید، یک پاپ صوتی ایجاد می‌شود. مشابه این فرایند می‌تواند در گیاهان هم رخ دهد.

هنوز مشخص نیست دیگر شرایط استرس‌زا می‌توانند باعث تولید صوت در گیاهان شوند یا خیر. برای مثال، پاتوژن‌ها، حمله، قرار‌گرفتن در‌معرض اشعه‌ی فرابنفش، دماهای شدید و دیگر شرایط ناسازگار می‌توانند باعث القای پاپ‌های صوتی مانند پوشش حبابی شوند.

همچنین، مشخص نیست که تولید صوت نوعی فعالیت در جهت سازگاری یا صرفاً اتفاقی است که رخ می‌دهد. با‌این‌حال، پژوهشگرها نشان دادند که الگوریتم می‌تواند صداهای مختلف گیاهان را تشخیص دهد؛ بنابراین، این امکان وجود دارد که دیگر موجودات زنده هم فرایند مشابهی را انجام دهند. علاوه‌بر‌این، موجودات زنده می‌توانند واکنش به صوت گیاهان پراسترس را به شیوه‌های مختلف بیاموزند. هادانی می‌گوید:

برای مثال، حشره‌ی بید که می‌خواهد روی گیاه تخم‌گذاری کند یا جانوری که می‌خواد گیاه را بخورد، می‌تواند از این صوت‌ها برای تصمیم‌گیری کمک بگیرد.

برای انسان‌ها نشانه‌ها بسیار واضح هستند. می‌توان به نشانه‌های گیاهان تشنه پی برد و پیش از بروز مشکل به آن‌ها آب داد؛ اما ادراک یا واکنش گیاهان هنوز برای ما ناشناخته است. براساس پژوهش‌های قبلی، گیاهان می‌توانند تحمل خشکی خود را در واکنش به صوت افزایش دهند. این‌جاست که پژوهشگرها به مرحله‌ی بعدی پژوهش‌های خود اشاره می‌کنند. هادانی می‌گوید:

حالا که می‌دانیم گیاهان صداهایی را منتشر می‌کنند، پرسش بعدی این است که چه کسی می‌تواند به آن‌ها گوش دهد؟ درحال‌حاضر، مشغول بررسی واکنش‌های دیگر موجودات زنده ازجمله جانوران و گیاهان به این صداها هستیم و توانایی خود را برای شناسایی و تفسیر صداها در محیط‌های کاملاً طبیعی نیز بررسی می‌کنیم.