Mokslininkai nustatė, kad augalai moka „rėkti“: mes jų tiesiog negirdėjome

Mokslininkai išsiaiškino, kad daugelis augalų, patirdami stresą, skleidžia silpnus ultragarso spragtelėjimus. Tai skamba kaip niūrios pasakos pradžia: sužeiskite augalą ir jis „surėks“. Šie ultragarso protrūkiai primena silpną spragsėjimą ar pokšėjimą, panašų į burbulinės plėvelės sprogdinimą.

Konkrečiai šiuos signalus skleidžia pomidorų ir tabako augalai, kai jie netenka drėgmės arba yra fiziškai pažeidžiami. Garsai yra tokie pat stiprūs kaip įprastas pokalbis, maždaug 60–65 decibelų, tačiau jie kyla dažniuose, kurie gerokai viršija žmogaus klausos ribas. Tai reiškia, kad mus supantis pasaulis gali būti užpildytas augalų triukšmo, kuris lieka visiškai nepastebėtas.

Paslėpti garsai tyliame pasaulyje

„Net ir tyliame lauke iš tikrųjų yra garsų, kurių mes negirdime, ir tie garsai neša informaciją“, – aiškina vyresnioji autorė Lilach Hadany, Tel Avivo universiteto evoliucijos biologė ir teoretikė. „Yra gyvūnų, kurie gali girdėti šiuos garsus, todėl egzistuoja tikimybė, kad vyksta aktyvi akustinė sąveika.“

Anksčiau mokslininkai jau fiksavo ultragarso vibracijas augaluose, tačiau šis tyrimas yra pirmasis, parodęs, kad garsai sklinda oru. Tai daro juos svarbesnius kitiems aplinkos organizmams. „Augalai nuolat sąveikauja su vabzdžiais ir kitais gyvūnais, o daugelis šių organizmų bendravimui naudoja garsą, todėl augalams būtų labai nenaudinga visiškai nenaudoti garso“, – pabrėžia L. Hadany.

Siekdami ištirti šį reiškinį, tyrėjai mikrofoniais įrašinėjo tiek sveikus, tiek stresą patiriančius pomidorus ir tabaką. Eksperimentai buvo atliekami garsui nepralaidžioje kameroje, o vėliau – šiltnamyje su foniniu triukšmu. Augalai buvo veikiami dviem būdais: keletą dienų neduodant vandens ir nupjaunant stiebus. Vėliau komanda apmokė mašininio mokymosi algoritmą atskirti sveikus, ištroškusius ir nupjautus augalus.

Aiškūs nelaimės signalai

Rezultatai parodė, kad stresą patiriantys augalai skleidžia kur kas daugiau garsų nei sveiki. Šie triukšmai suvokiami kaip spragsėjimas, o vienas stresą patiriantis augalas per valandą nereguliariais intervalais skleidžia nuo 30 iki 50 garsų. Priešingai, sveiki augalai dažniausiai tylėjo. „Kai pomidorai visiškai nepatiria streso, jie elgiasi labai tyliai“, – pažymi mokslininkė.

Vandens trūkumą jaučiantys augalai garsus pradėdavo skleisti dar prieš pasirodant matomiems dehidratacijos požymiams. Garsų kiekis pasiekdavo piką maždaug po 5 dienų be vandens, o vėliau mažėdavo, kai augalai visiškai išdžiūdavo. 

Garso tipas taip pat skyrėsi priklausomai nuo streso priežasties. Mašininio mokymosi sistema sėkmingai atskyrė dehidrataciją nuo fizinio pažeidimo ir netgi galėjo nustatyti, ar garsas sklinda iš pomidoro, ar iš tabako.

Nors žurnale „Cell“ paskelbtas tyrimas buvo sutelktas į pomidorus ir tabaką, nes juos lengva auginti kontroliuojamomis sąlygomis, tyrėjai išbandė ir kitas rūšis. „Pastebėjome, kad daugelis augalų – pavyzdžiui, kukurūzai, kviečiai, vynuogės ir kaktusai – skleidžia garsus, kai patiria stresą“, – teigia L. Hadany.

Tiksli šių garsų priežastis vis dar nėra nustatyta. Tyrėjai daro prielaidą, kad tai gali būti kavitacijos rezultatas – procesas, kurio metu augalo kraujagyslių sistemoje formuojasi ir sprogsta oro burbuliukai.

Bendravimas ar šalutinis produktas?

Taip pat neaišku, ar augalai šiuos garsus skleidžia tyčia, norėdami bendrauti. Tačiau jų egzistavimas gali turėti svarbių ekologinių ir evoliucinių pasekmių. „Gali būti, kad kiti organizmai evoliucionavo taip, kad girdėtų šiuos garsus ir į juos reaguotų“, – spėja tyrėja. „Pavyzdžiui, drugys, ketinantis padėti kiaušinėlius ant augalo, arba gyvūnas, planuojantis ėsti augalą, galėtų naudoti šiuos garsus sprendimui priimti.“

Kiti augalai taip pat gali pagauti šiuos signalus. Ankstesni tyrimai rodo, kad augalai reaguoja į garsą ir vibraciją. L. Hadany ir jos kolegos nustatė, kad augalai padidina cukraus kiekį nektare, kai „išgirsta“ apdulkintojus.

Šie atradimai gali būti pritaikyti žemės ūkyje. Augalų garsų stebėjimas padėtų ūkininkams sekti pasėlių drėgmės lygį ir didinti drėkinimo efektyvumą. „Faktas, kad augalai skleidžia šiuos garsus, atveria visiškai naują galimybių kelią bendravimui ir šių garsų išnaudojimui“, – pažymi bendraautoris Yossi Yovelis.