О чем шепчутся растения: тайный язык, который слышат насекомые

Ученые из Израиля и Турции выяснили: растения, попавшие в беду, издают ультразвуковые сигналы тревоги. [1] Насекомые и даже математические модели уже умеют настраиваться на этот скрытый канал. Для сельского хозяйства и экологии такой тихий разговор может стать настоящим кладом.

Как помидоры сообщают, что хотят пить

Оказывается, самки мотыльков отлично отличают здоровые помидоры от тех, что «притворяются» сухими. В Тель-Авивском университете исследователи записали ультразвуковые щелчки обезвоженных растений, а потом воспроизвели эти звуки рядом с обычными, хорошо политыми помидорами. Когда бабочкам давали выбор, они почти всегда откладывали яйца на молчащие кусты. Поэтому ученые сделали вывод: так мотыльки стараются дать своим личинкам больше шансов на выживание. Это первое прямое доказательство того, что животные реагируют на звуки, которые издают растения.

Если же растение режут, лишают воды или как-то иначе повреждают, оно испускает короткие высокочастотные хлопки. Человек их не слышит, зато эти звуки отлично различают летучие мыши и многие насекомые. Одна из групп тель-авивских ученых даже выяснила: у разных видов растений и при разных типах стресса получаются свои акустические «подписи» — что-то вроде штрих-кода, который сообщает о конкретной проблеме.

В недавнем опыте с помидорами кусты, страдающие от засухи, выдавали десятки ультразвуковых щелчков в минуту. Когда эти записи транслировали рядом с сытыми и политыми растениями, самки мотыльков неизменно выбирали тихие экземпляры. Те, что «жаловались» через громкоговоритель, оставались без потомства. Получается, насекомые улавливают акустическую информацию и решают, куда вкладывать будущее своих личинок.

Почему фермерам важно понимать растения

Представьте, что агрономы могли бы услышать, как посевы просят воды, еще до того, как листья начнут вянуть. Для сельского хозяйства эта идея — не просто любопытный факт. Более ранние работы показали: микрофоны с искусственным интеллектом способны обнаруживать и классифицировать звуки растений, вызванные нехваткой воды или физической травмой, еще до того, как листья заметно поникнут.

Фермеры получили бы раннее предупреждение и могли бы включать полив точно по потребности, а не лить воду «на всякий случай». Это особенно важно, когда дорога каждая капля и каждый рубль за электричество.

А исследование в Тель-Авиве добавляет еще один штрих. Раз насекомые сами избегают растений, которые акустически сигналят о бедствии, значит, звук может влиять на поведение вредителей. Ученые надеются, что это открытие поможет создать новые, щадящие методы защиты. Вместе с привычными инструментами — например, управлением средой обитания или точечным опрыскиванием — акустический канал позволит сократить использование пестицидов и при этом сохранить урожай.

Как перевести растительный шепот на язык математики

Инженеры тем временем пытаются заглянуть внутрь растения и понять механизм этого «прослушивания». В Университете Коч (Турция) исследователи построили первую сквозную математическую модель акустической коммуникации растений. 

Моделирование показало: слабая вибрация частотой 200 герц при очень низком давлении всего за 50 секунд поднимает уровень кальция в клетках растения со 150 до 230 наномолей. В долгосрочной перспективе это может привести, например, к искривлению корней. Переведя растительный слух в уравнения, ученые создали количественную основу для фитоакустики — науки о звуке в жизни растений. Авторы уверены, что такие модели лягут в основу «биоакустических соединений» для точного земледелия. 

Для мотылька, летучей мыши или чувствительного микрофона томатное поле — что угодно, только не тишина. И когда ученые начнут по-настоящему расшифровывать этот тихий разговор, его выгоду смогут получить и фермеры, и экосистемы. 

По материалам ecoticias.com.