Augalai, skleidžiantys garsus: naujas požiūris į augalų pasaulį
Iki šiol buvo manoma, kad augalų pasaulyje dominuoja tyla, tačiau naujausias mokslininkų tyrimas, kurį galima rasti „bioRxiv“, keičia supratimą. Anksčiau atlikti tyrimai įrodė, kad jausdami pavojų augalai gali pakeisti spalvą, formą, skleisti tam tikrus kvapus. Iš esmės visa tai sukelia temperatūros ir šviesos pokyčiai.
Augalai skleidžia ultragarsinius garsus streso metu
Tel Avivo universiteto mokslininkai panaudojo aukšto dažnio garsus fiksuojančius mikrofonus (nuo 20 iki 150 kHz) ir tyrė augalus, kuriems trūko vandens. Augalai, kuriems trūko vandens, ne tik skleidė daugiau garsų, bet jie taip pat buvo garsesni. Dar daugiau, tyrėjų teigimu, kas kartą garsas buvo vis kitoks ir priklausė nuo tam tikros situacijos.
Kai kurie augalai skleidžia aukšto dažnio garsus, kai jiems gresia pavojus, tačiau mes negalime jų girdėti. Daugeliui tai tikriausiai būtų sunkiai žodžiais nupasakojamas košmaras - atsisėdate pasimėgauti gardžiomis salotomis ir staiga šakute pasmeigtas pomidoras ima rėkti. „Yra gyvūnų, kurie tuos garsus girdi, todėl tikėtina, kad vyksta aktyvi akustinė sąveika“, - aiškino ji.
Specifinį garsą - klikėjimą - anot Izraelio mokslininkų skleidžia stresą patiriantis pomidoras. „Įdomu yra tai, kad sveiki augalai tokių garsų neskleidžia“, - sakė Tel Avivo universiteto mokslininkė Rya Seltzer.
Mokslininkai atliko papildomų bandymų, kuriais įrodė, kad kandys reaguoja būtent į augalo skleidžiamus garsus, o ne į augalo išvaizdą. Kitas tyrėjų žingsnis - išsiaiškinti ar augalai bendrauja tarpusavyje ir reaguoja į streso sukeltą garsą.
Senukai | Kambariniai augalai
Kaip augalai skleidžia garsus?
Kaip augalas gali skleisti garsus be balso stygų? Tyrėjai sako, kad tai gali būti vidinio proceso, vadinamo kavitacija, rezultatas, kai ksiloje susidaro ir sprogsta oro burbuliukai. Šie oro burbuliukai augalo kraujagysliniame audinyje susidaro ir sprogsta, skleisdami spragsintį garsą.
Ankstesni tyrimai buvo parodę, kad nuo sausros nukentėjusiuose augaluose vyksta procesas, vadinamas kavitacija. Jo metu augalo kraujagysliniame audinyje susidaro ir sproginėja oro burbuliukai - būtent jie skleidžia spragsintį garsą, kurį galima užfiksuoti prie augalo pritvirtintais įrašymo prietaisais. Tačiau iki šiol nebuvo aišku, ar tokius spragsėjimo garsus galima girdėti per atstumą, rašė autoriai žurnale „Cell“.
Moksliniai tyrimai ir jų rezultatai
Pasitelkę įprastus mikrofonus, mokslininkai įrašė pomidorų ir tabako augalų skleidžiamą garsą. Jie patalpino pomidorų ir tabako augalus į garso nepraleidžiančią akustinę kamerą, o vėliau - į triukšmingą šiltnamio aplinką.
Komanda šalia sveikų ir stresą patiriančių pomidorų (Solanum lycopersicum) bei tabako (Nicotiana tabacum) sumontavo mikrofonus. Visi augalai buvo patalpinti į dėžę su garso izoliacija ir primenančią šiltnamio aplinką. Stresuoti augalai buvo arba dehidratuoti, arba jiems buvo įpjauti stiebai. Mokslininkai taip pat įrašinėjo garsą šalia vazonėlių tik su žemėmis, kad patikrintų, ar dirvožemis neskleidžia jokių garsų. Jie nustatė, kad neskleidžia.
Skirtingų augalų ir streso lygių garsiniai profiliai
- Sveiki augalai per valandą vidutiniškai išleisdavo mažiau nei vieną pokštelėjimą.
- Stresą patiriantys augalai - nuo 11 iki 35 spragtelėjimų, priklausomai nuo augalo rūšies ir pažeidimų.
- Sausros ištikti pomidorai buvo triukšmingiausi - kai kurie iš jų skleidė daugiau nei 40 pokštelėjimų per valandą.
- Augalai, kuriems trūksta vandens, pradeda dažniau spragsėti dar prieš pasireiškiant matomiems dehidratacijos požymiams, jų garsas stiprėja augalui vis labiau džiūstant, o vėliau, augalui nykstant, nurimsta.
Komanda šiuos įrašus perleido mašininio mokymosi algoritmui - dirbtinio intelekto sistemai, naudojamai duomenų modeliams nustatyti, - ir pastebėjo, kad apmokytas algoritmas maždaug 70 proc. tikslumu sugebėdavo atskirti skirtingų augalų, patiriančių įvairų stresą, garsus. Kitą dirbtinio intelekto sistemą jie išmokė 80 proc. tikslumu atskirti nuo sausros kenčiančius ir sveikus pomidorus, augančius šiltnamyje. Dar kitas modelis maždaug 80 proc. tikslumu galėjo nustatyti, kokios dehidratacijos stadijos yra augalas.
Papildomų eksperimentų metu komanda sėkmingai įrašė sergančių pomidorų, užkrėstų tabako mozaikos virusu, garsus ir užfiksavo virtinę kitų stresuojančių augalų verksmus - tarp jų buvo kviečiai (Triticum aestivum), kukurūzai (Zea mays) ir kaktusai (Mammillaria spinosissima).
Potencialios garsų funkcijos ir ateities tyrimai
Neaiški ir šių garsų paskirtis. „Gali būti, kad ir kiti organizmai yra prisitaikę šiuos garsus girdėti ir į juos reaguoti“, - sakė L. Hadany. Mokslininkai daro prielaidą, kad augalus girdi ir vabzdžiai.
Bandymas atliekamas su kandimi. Stebima, ant kurio augalo - patiriančio stresą ir skleidžiančio garsą ar vešinčio ir tylaus - vabzdys sudės kiaušinėlius. „Visų nuostabai, kiaušinėliams dėti vabzdžiai renkasi tyliuosius augalus, o tai reiškia, kad jie supranta, jog tai sveikesnis augalas, nei šis streso paveiktas augalas“, - kalbėjo R. Seltzer.
Nors tyrėjai šiuos garsus įrašė pastatę mikrofonus maždaug 10 cm atstumu nuo augalų, jie mano, kad šiuos ultragarsinius garsus veikiausiai girdi žinduoliai ir vabzdžiai, pasižymintys gera klausa maždaug 3 - 5 m atstumu.
„Šie atradimai gali pakeisti mūsų požiūrį į augalų karalystę, kuri iki šiol buvo laikoma beveik nebylia“, - rašė tyrimo autoriai.
„Net ir tyliame lauke iš tikrųjų yra garsų, kurių mes negirdime, ir tie garsai neša informaciją. Yra gyvūnų, kurie šiuos garsus girdi, todėl gali būti, kad vyksta daug akustinės sąveikos“, - aiškino evoliucijos biologė Lilach Hadany iš Tel Avivo universiteto Izraelyje. „Augalai nuolat sąveikauja su vabzdžiais ir kitais gyvūnais, o daugelis šių organizmų bendravimui naudoja garsą, todėl augalams būtų labai neoptimalu visai nenaudoti garso“, - pasakojo mokslininkė.
Mokslininkai teigia, kad ateityje žmonės galėtų pasitelkti įrašymo įrenginius ir dirbtinį intelektą, kad stebėtų pasėlius, ar jie neskleidžia dehidratacijos ar ligų požymių.
Kol kas nežinome, ar garsą gali sukelti ir kitos nelaimės sąlygos: atogenai, užpuolimas, UV spindulių poveikis ar ekstremalios temperatūros.
Augalų garsų vaidmuo gamtoje ir žmogaus gyvenime
„Šie atradimai gali pakeisti mūsų požiūrį į augalų karalystę, kuri iki šiol buvo laikoma beveik nebylia“, - rašė tyrimo autoriai. „Yra gyvūnų, kurie tuos garsus girdi, todėl tikėtina, kad vyksta aktyvi akustinė sąveika“, - aiškino ji.
Pasaulyje yra botanikos sodų, kuriuose išryškinamas kuris nors vienas potyris, tarkim, kvapai arba garsai. Klaipėdos botanikos sodas įgyvendina unikalų projektą „Sveikatingumo sodai“, kur augalai sugrupuoti pagal tris pojūčius: spalvas, kvapus, garsus.
Geofonija - tai augalų ir vandens garsai, pavyzdžiui, lapų šlamėjimas ir šnarėjimas vėjyje, vandens čiurlenimas ir pan. Šie garsai atpalaiduoja, veikia kaip meditacija. Antrofonija - žmogaus kuriami garsai. Tam daugiausiai pasitelkiami lauko muzikos instrumentai, gongai, taip pat įvairūs varpeliai, būgnai, kriauklės ir pan.
„Ankstesniais tyrimais buvo nustatyta, kaip augalai reaguoja į akustinę energiją, įskaitant muziką, - aiškina augalų skyriaus mokslininkė ir žemės ūkio, maisto bei gamtinių išteklių centro vedėja Heidi Appel, - Tačiau mūsų darbas yra pirmasis augalų reakcijos į su jais susijusias vibracijas tyrimo pavyzdys. Jo metu paaiškėjo, kad „maitinimosi vibracijos“ iššaukia pokyčius augalų ląstelėse ir paspartina medžiagų apykaitą.
Galima turėti ir pojūčius auginantį sodelį savo kieme. Tai puiki idėja kuriant lauko kambarius. Tiesa, į vieną nedidelę erdvę nereikėtų sodinti labai įvairių spalvų ir kvapų augalų, nes toks sodas tiesiog praranda norimą efektą. Be to, ne visi kvapai tarpusavyje tinka. O kad kiemas neatrodytų kaip vaistinių augalų darželis, kraštovaizdžio specialistė pataria juos sodinti drauge su varpiniais augalais. Taip galite sukurti ir sveikatai naudingą, ir nuostabiai gražų, banguojantį gėlyną.
Taip pat sodo zonoje galima susikurti ir garsų kampelį, kuriame yra vaismedžių, vaiskrūmių ar kitų augalų turinčių uogas, tokių kaip šermukšnis, gudobelė, aukštoji aralija, šeivamedis, bruknės, žemuogės, arktinės avietės ir kt. Visi šie augalai privilios paukščius, kurie savo čiulbėjimu sukurs gyvumo atmosferą kieme.
tags: #kokie #augalai #kelia #garsa