گیاهان چگونه صدا را حس می‌کنند؟

با دیدگاه تکاملی، معقول است که گیاهان قادر به تشخیص صداها باشند. اما این مسئله جالب است که گیاهان همچنین قادر به تولید صدا هستند. در سال ۱۹۸۶، پادشاه چارلز، که آن زمان فقط شاهزاده بود، در یک مصاحبه تلویزیونی ادعا کرد که ارتباط با گیاهان اهمیت دارد. این اظهارات شاهزاده در آن زمان مورد استهزاء مردم قرار گرفت، اما اکنون به نظر می‌رسد که او بسیار پیش از زمان خود از خرد برخوردار بوده است. زیرا مطالعات متعدد نشان می‌دهد که گیاهان قادر به تشخیص صداها نه تنها هستند بلکه ممکن است خود نیز صدا تولید کنند.

از دهه ۱۹۶۰ تاکنون، دانشمندان مختلف آزمایش‌هایی در زمینه پخش صدا برای گیاهان انجام داده‌اند و آن‌ها را در معرض موسیقی‌های متنوع از بتهوون تا مایکل جکسون قرار داده‌اند. با گذر زمان، شواهدی که نشان می‌دهند که گیاهان صداها را تشخیص می‌دهند، افزایش یافته است. به عنوان مثال، در یک مقاله منتشر شده در سال ۲۰۱۸، ادعا شده است که یک گونه درختچه به نام “گیاه تلگراف” زمانی که به آوازهای بودایی گوش می‌دهد، برگ‌های بزرگ‌تری تولید می‌کند نسبت به زمانی که موسیقی پاپ غربی یا در محیطی ساکت قرار دارد.

تحقیقات بیشتر نشان می‌دهد که پخش فرکانس‌های خاص در محیط‌های کنترل‌شده مانند گلخانه‌ها تأثیرگذار بر روی جوانه‌زنی بذر گیاهان است. به علاوه، مطالعات نشان می‌دهند که خود گیاهان نیز در پاسخ به تنش‌های محیطی، صداهای مختلفی را تولید می‌کنند، اگرچه در فرکانس‌هایی که انسان قادر به شنیدن آن‌ها نیست.

صدا حاوی اطلاعات مفیدی در مورد محیط زیست و موجودات زنده است. بنابراین از دیدگاه تکاملی، انتظار داریم که این اطلاعات مفید توسط حیوانات و گیاهان بهره‌برداری شود، و نه تنها توسط حیوانات.

دریافت ارتعاشات بد

صدها میلیون سال می‌گذرد که گیاهان در کنار حشراتی که آن‌ها را می‌خورند و گرده‌های این جانداران را منتشر می‌کنند، تکامل یافته‌اند. این واقعیت باعث فکر محققان شده که آیا ممکن است گیاهان به صداهای تولیدشده توسط این جانداران که با آن‌ها تعامل دارند، حساس باشند.

پژوهشگران به منظور پاسخ به این سؤال، ارتعاشاتی که توسط گونه‌های مختلف مانند کرم‌های پیله‌ساز به وجود می‌آید را هنگام جویدن برگ‌ها ثبت کردند. سپس، گیاه رشادی گوش‌موشی (Thale cress) که به عنوان یک نمونه گیاهی در زیست‌شناسی آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد، در معرض ارتعاشات ثبت‌شده قرار دادند. این آزمایشات نشان داد که وجود ارتعاشات به عنوان یک پیام، گیاه‌ها را آماده به تولید موادی مانند گلوکوسینولات و آنتوسیانین کرد که باعث سخت‌تر شدن برگ‌ها برای گرفتن آن‌ها توسط کرم‌های پیله‌ساز می‌شود. جالب اینجاست که ارتعاشات دیگر موجب این تغییرات نمی‌شوند.

در سال ۲۰۱۹، محققان برای درک بهتر بیوشیمیایی این پدیده، بررسی دقیق‌تری انجام دادند. آن‌ها نشان دادند که پخش ارتعاشات ثبت‌شده مشابه حالتی است که گیاهان به عنوان پاسخ به آفت‌کش‌های شیمیایی یا برای مقابله با شرایط هوایی سخت مسیرهای سیگنالینگ مرتبط با استرس را فعال می‌کنند.

یافته‌های محققان منجر به پیشنهاد استفاده از پهپادهای مجهز به بلندگو برای پخش امواج صوتی متنوع به‌جای استفاده از سموم شیمیایی شده است. این پهپادها قادرند امواج صوتی را منتشر کنند که هیچ عواقبی را به‌دنبال ندارند. با پیش‌بینی شرایط هوایی، از این ارتعاشات می‌توان برای مقابله با سرمازدگی گیاهان نیز استفاده نمود.

با توجه به دیدگاه تکاملی، شنیده‌شدن صدای حشرات توسط گیاهان منطقی به‌نظر می‌رسد. بنابراین انتظار داریم که گیاهان قادر به تشخیص صدای آب نیز باشند. مونیکا گاگلیانو، بوم‌شناس از دانشگاه استرالیای غربی، در تحقیقی که در سال ۲۰۱۷ انجام داد، توانست اثبات کند که گیاهان واقعاً قادر به شنیدن صدای آب هستند و ریشه‌های آن‌ها به سمت منابع صدای آب رشد می‌کنند. یکی از نتایج جالب از آزمایش‌های گاگلیانو این بود که گیاهان تفاوت بین صدای واقعی آب و صدای ضبط‌شده را تشخیص می‌دهند.

فریادی برای کمک

گرچه گیاهان قادر به تشخیص صدا هستند، برخی از آن‌ها ممکن است به‌صورت ناخواسته صدا تولید کنند. این اتفاق زمانی اتفاق می‌افتد که گیاهان به مقدار کافی آب دسترسی ندارند. در چنین شرایطی، حباب‌هایی در بافت چوبی گیاه‌ها (که وظیفه منتقل کردن آب از ریشه به برگ را دارند) تشکیل می‌شوند، و واژگونی این حباب‌ها منجر به انتقال امواج کوچک به بافت‌های اطراف می‌شود.

علاوه بر تشخیص صدا، گیاهان قادر به تولید صدا هم هستند.

کشاورزان به منظور حفظ سلامت محصولات خود، معمولاً از دید باز محصولات را ارزیابی می‌کنند. اما این کار در مزارع بزرگ بسیار دشوار است. در چنین شرایطی، استفاده از سیم‌کشی مزارع با میکروفون‌های حساس برای تشخیص صداهایی که از گیاهان سراغ می‌آید، به کشاورزان کمک خواهد کرد تا گیاهانی که به آفت یا صدمات دچار شده‌اند، را به سرعت شناسایی کنند.

اطمینانی نیست که گیاهان در دنیایی که پر از صداهاست زندگی می‌کنند. اما با توجه به تأثیر صداهای ما بر حیوانات و پرندگان، اکنون سوالی مطرح است که دنیای ماشینی ما چگونه بر زندگی گیاهان اثر می‌گذارد. به نظر می‌رسد مطالعه‌ی این مسئله مهم و احتمال وجود تأثیرات منفی در آن، ارزش توجه بیشتری دارد. محققان حتی ممکن است به‌منظور تأمین بودجه لازم برای انجام این تحقیقات، از پادشاه چارلز نیز حمایت درخواست کنند.