Πώς «επικοινωνούν» τα φυτά όταν στρεσάρονται;

Ειδικότερα, σύμφωνα με νέα επιστημονική μελέτη Ισραηλινών ερευνητών, τα φυτά που βιώνουν άγχος, από αφυδάτωση ή κόψιμο των στελεχών τους, εκπέμπουν ήχους.

Η έρευνα αυτή, που έχει δημοσιευτεί στο περιοδικό Cell, η συχνότητα των θορύβων είναι πολύ υψηλή για να τους ανιχνεύσει η ανθρώπινη ακοή, αλλά μπορούν πιθανότατα να ακουστούν από έντομα, άλλα θηλαστικά και πιθανώς άλλα φυτά.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μικρόφωνα για να καταγράψουν υγιή και αγχωμένα φυτά καπνού και ντομάτας, πρώτα σε έναν ηχομονωμένο ακουστικό θάλαμο και στη συνέχεια σε ένα πιο θορυβώδες περιβάλλον θερμοκηπίου.

Δημιούργησαν ένα στρεσογόνο περιβάλλον για τα φυτά με δύο τρόπους:

1. Με το να μην τα ποτίζουν για αρκετές ημέρες και
2. Να κόβουν τους βλαστούς τους.

Αφού ηχογράφησαν τα φυτά, οι ερευνητές εκπαίδευσαν έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης για να διαφοροποιήσει τα φυτά που δεν έχουν υποστεί πίεση με τα διψασμένα και τα κομμένα φυτά.

Τα ευτήματα αυτού του πειράματος έδειξαν ότι τα στρεσαρισμένα φυτά εκπέμπουν περισσότερους ήχους από τα φυτά που δεν έχουν στρες. Οι ήχοι των φυτών μοιάζουν με κρότους και ένα μεμονωμένο στρεσαρισμένο φυτό εκπέμπει περίπου 30-50 τέτοιους ήχους ανά ώρα σε φαινομενικά τυχαία διαστήματα, ενώ τα μη στρεσαρισμένα φυτά εκπέμπουν πολύ λιγότερους ήχους.

Τα φυτά που πιέστηκαν λόγω της έλλειψης νερού άρχισαν να εκπέμπουν θορύβους, προτού αφυδατωθούν εμφανώς και η συχνότητα των ήχων κορυφώθηκε έπειτα από πέντε ημέρες χωρίς νερό πριν μειωθεί ξανά καθώς τα φυτά ξεράθηκαν. Τα είδη του ήχου που εκπέμπονταν, διέφεραν ανάλογα με την αιτία του στρες. Ο αλγόριθμος μηχανικής μάθησης ήταν σε θέση να διαφοροποιήσει με ακρίβεια την αφυδάτωση και το στρες από κόψιμο και μπορούσε επίσης να διακρίνει εάν οι ήχοι προέρχονταν από φυτό ντομάτας ή καπνού.

Αν και η έρευνα επικεντρώθηκε σε αυτά τα δύο φυτά, λόγω της ευκολίας ανάπτυξης και τυποποίησής τους στο εργαστήριο, η ερευνητική ομάδα κατέγραψε επίσης μια ποικιλία άλλων ειδών.

«Διαπιστώσαμε ότι πολλά φυτά, για παράδειγμα το καλαμπόκι, το σιτάρι, το σταφύλι και οι κάκτοι, εκπέμπουν ήχους όταν είναι αγχωμένα», αναφέρει η Λίλαχ Χαντάνι, κύρια συγγραφέας της μελέτης, εξελικτική βιολόγος και θεωρητικός στο Πανεπιστήμιο του Τελ Αβίβ.

Παρόλο που, έχουν καταγραφεί υπερηχητικές δονήσεις από φυτά στο παρελθόν, αυτή είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ότι αυτές μεταφέρονται με τον αέρα, γεγονός που τις κάνει πιο σχετικές με άλλους οργανισμούς στο περιβάλλον. Ο ακριβής μηχανισμός πίσω από αυτούς τους θορύβους δεν είναι ξεκάθαρος, αλλά οι ερευνητές εικάζουν ότι μπορεί να οφείλεται στο σχηματισμό και το σκάσιμο φυσαλίδων αέρα στο αγγειακό σύστημα του φυτού, μια διαδικασία που ονομάζεται σπηλαίωση.

Επιπλέον, είναι ασαφές το αν τα φυτά παράγουν αυτούς τους ήχους για να επικοινωνήσουν με άλλους οργανισμούς ή όχι, αλλά το γεγονός ότι υπάρχουν αυτοί οι ήχοι έχει μεγάλες οικολογικές και εξελικτικές επιπτώσεις.

«Είναι πιθανό ότι οι άλλοι οργανισμοί θα μπορούσαν να εξελιχθούν για να ακούσουν και να ανταποκριθούν σε αυτούς τους ήχους», αναφέρει η Λίλαχ Χαντάνι και προσθέτει: «Για παράδειγμα, ένας σκόρος που σκοπεύει να γεννήσει αυγά σε ένα φυτό ή ένα ζώο που σκοπεύει να φάει ένα φυτό θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τους ήχους για να βοηθηθούν στην απόφασή τους».

Άλλα φυτά θα μπορούσαν επίσης, να ακούνε και να επωφελούνται από τους ήχους. Είναι γνωστό από προηγούμενες έρευνες ότι τα φυτά μπορούν να ανταποκριθούν σε ήχους και δονήσεις και μελέτες έχουν δείξει ότι αλλάζουν την έκφραση των γονιδίων τους ως απόκριση στους ήχους. Η Λίλαχ Χαντάνι και άλλα μέλη της ερευνητικής ομάδας είχαν εντοπίσει στο παρελθόν ότι φυτά αυξάνουν τη συγκέντρωση των σακχάρων στο νέκταρ τους, όταν «ακούνε» τους ήχους που κάνουν οι επικονιαστές.

Οι συγγραφείς της μελέτης επεσήμαναν ότι οι ηχογραφήσεις των φυτών θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε γεωργικά συστήματα άρδευσης για την παρακολούθηση της κατάστασης ενυδάτωσης των καλλιεργειών και για να βοηθήσουν στην πιο αποτελεσματική κατανομή του νερού.