Planter kan høre dyr bruke blomstene sine

Og de reagerer på summende fra pollinatorer ved å søte nektaren deres.

En bie samler pollen fra en blomst.

En bie samler pollen fra en blomst.(Darren Staples / Reuters)

Når folk stiller det gamle spørsmålet om hvorvidt et tre som faller i en tom skog lager en lyd , de forutsetter at ingen av de andre plantene i skogen lytter etter. Planter skal visstnok være stille og uhørende. De lager ikke lyder, med mindre de rasler eller blir bitt. Da Rachel Carson beskrev en vår uten fugler, hun kalte det stille .



Men disse stereotypiene er kanskje ikke sanne. I følge en blomstrende serie med studier er det ikke slik at planter ikke har et akustisk liv. Det er mer at vi til nå har vært lykkelig uvitende om dem.

De siste eksperimentene i denne nisjen, men stadig mer vokale feltet, kommer fra Lilach Hadany og Yossi Yovel ved Tel Aviv University. I ett sett , viste de at noen planter kan høre lyden av dyrepollinatorer og reagere ved å raskt søte nektaren deres. I et andre sett , fant de ut at andre planter lager høye lyder som ligger utenfor rammen av menneskelig hørsel, men som likevel kan oppdages et stykke unna.

Etter at teamet ga ut tidlige kopier av to papirer Jeg beskrev arbeidet deres, som ennå ikke er publisert i et vitenskapelig tidsskrift, og løp dem forbi flere uavhengige forskere. Noen av disse forskerne har hevdet at planter er overraskende kommunikative; andre har tvilt på ideen. Deres syn på de nye studiene falt imidlertid ikke langs åpenbare partipolitiske linjer. Nesten enstemmig elsket de avisen som hevdet at planter kan høre og var skeptiske til den som rapporterte at planter lager støy. De motsatte svarene på arbeid utført av det samme teamet understreker hvor kontroversiell denne forskningslinjen fortsatt er, og hvor vanskelig det er å studere sanseverdenen til organismer som er så forskjellige fra oss.

Konseptet med blomsterkommunikasjon har lenge vært kontroversielt, spesielt etter tiår med pseudovitenskapelig ( men veldig populær ) påstander om planter som vokser godt til klassisk musikk eller vesen tilpasset menneskelige følelser . De hokey påstander har aldri blitt underbygget av strenge eksperimenter, sier Richard Karban fra University of California i Davis, og de forurenset hele studiefeltet, noe som gjorde forskere skeptiske til selve ideen om planter som utveksler signaler.

Men etter mange grundige studier , det er tydelig at planter kan sende luftbårne, kjemiske meldinger , advarer fjerne slektninger om plyndrede planteetere, og det dyr kan avlytte på disse kommunikéene. Planter kan også påvirke hverandre gjennom nettverket av sopp som forbinder røttene deres – en såkalt wood-wide web. Og de kan reagere på vibrasjoner som beveger seg gjennom vevet deres: Mange frigjør pollen bare når insekter lander på dem og surrer med riktig frekvens, mens andre lage defensive kjemikalier når de merker buldret fra tyggende insekter.

For Hadany, en av Tel Aviv University-forskerne, virket det rart å tenke på at planter ikke ville også gjøre bruk av lyder – luftbårne vibrasjoner. Planter har massevis av interaksjoner med dyr, og dyr både lager og hører lyder, sier hun. Det ville være dårlig tilpasset for planter å ikke bruke lyd til kommunikasjon. Vi prøvde å komme med klare spådommer for å teste det og ble ganske overrasket da det fungerte.

Først sjekket to teammedlemmer, Marine Veits og Itzhak Khait, om strandnattlyrblomster kunne høre. I både laboratorieeksperimenter og utendørsforsøk fant de ut at plantene ville reagere på registreringer av en bies vingeslag ved å øke konsentrasjonen av sukker i nektaren deres med omtrent 20 prosent. De gjorde det kun som svar på vingeslagene og lavfrekvente, pollinatorlignende lyder, ikke på de med høyere tone. Og de reagerte veldig raskt, og søtet nektaren sin på mindre enn tre minutter. Det er sannsynligvis raskt nok til å påvirke en besøkende bie, men selv om insektet flyr for raskt, er planten klar til å lokke den neste besøkende bedre. Tross alt betyr tilstedeværelsen av en pollinator nesten alltid at det er flere rundt.

Dette viser nok en gang at planter kan oppføre seg på bemerkelsesverdig dyreliknende måter, sier Heidi Appel fra University of Toledo, som har studert planters respons på dyrevibrasjoner. Avgjørende, sier hun, er studien økologisk relevant – det vil si at den involverer en lyd (bien surrer) og en respons (nektarsøtning) som faktisk betyr noe til anlegget . Det er langt unna tidligere studier som viste at planter reagerer på lyder de vanligvis aldri ville møte, for eksempel klassisk musikk, på måter som er vanskelige å tolke (visse gener kan slå seg på eller av, men til hvilken ende?).

Her gir plantenes svar tydelig evolusjonær mening. Søtere nektar er mer fristende for pollinatorer, og ved å tiltrekke seg flere pollinatorer øker planten sjansene for å lage flere planter. Men det krever mye energi å lage supersøt nektar, og det resulterende brygget kan bli nedbrutt av mikrober eller stjålet av ikke-pollinerende tyver. Det er langt bedre å blidgjøre væsken når den som mest trenger å være søt – og bien er det perfekte signalet om at tiden er inne.

Men hvis plantene kan høre, hva er ørene deres? Lagets svar er overraskende, men likevel ryddig: Det er det selve blomstene. De brukte lasere for å vise at kronbladene til primulaen vibrerer når de treffes av lyden av en bies vingeslag. Hvis de dekket blomstene med glasskrukker, skjedde aldri disse vibrasjonene, og nektaren ble aldri søtet. Blomsten kan da fungere som de kjøttfulle foldene i våre ytre ører, og kanalisere lyd videre inn i planten. (Hvor? Ingen vet ennå!) Resultatene er fantastiske, sier Karban. De er de mest overbevisende dataene om dette emnet til dags dato. De er viktige for å tvinge det vitenskapelige samfunnet til å konfrontere sin skepsis.

Det er et så fantastisk og spennende funn, legger til Monica Gagliano fra University of Sydney, en pioner innen studiet av planteakustikk . Hun bemerker at et av teammedlemmene, Daniel Chamovitz, var ganske skeptisk, eller til og med avvisende, til hele ideen om plantebioakustikk for bare noen få år siden. Nå, i god vitenskaps ånd, tester han disse ideene eksperimentelt. Den tilnærmingen fortjener å bli applaudert og oppmuntret.

Men hun og de andre er mindre imponert over det israelske teamets andre studie, som så på om planter lager lyder. I flere tiår har forskere visst at planter gir fra seg poppende lyder, ettersom luftbobler dannes og kollapser i stilkene deres - en botanisk versjon av svingene, som forverres av tørke. Men disse popene har for det meste blitt spilt inn med mikrofoner plassert direkte på stengler. Hadany og Yovel ville vite om de kunne høres langveis fra, gjennom luften. I så fall kan de kanskje fungere som signaler for dyr – eller, mer fristende, for andre planter.

Teamet satte individuelle tobakk- eller tomatplanter i lydisolerte bokser, foran to følsomme mikrofoner hver. De søkte deretter etter lyder de kunne tilskrive en bestemt plante – lyder plukket opp av en plantes to dedikerte mikrofoner, men ikke av de som ble trent til naboene. Det fungerte: Med få minutters mellomrom sendte plantene ut korte ultralydlyder, for høye til at mennesker kunne høre normalt. Men de var fortsatt relativt myke lyder. I en avstand på fire tommer hadde de et volum på 60 desibel, omtrent tilsvarende normal samtale og kanskje ubetydelig for noen andre skapninger. Ultralydfølsomme skapninger som møll og flaggermus, som går rundt på et felt, kan høre mye, mye lyd, sier Hadany.

Teamet fant også at tørre eller skadede planter produserer støy oftere. En datamaskin kan til og med lære å skille lydene til syke planter fra lydene til friske, med omtrent 70 prosent nøyaktighet. Og hvis programvare kan gjøre det, kan et insekt? Kan en møll bruke lyd for å unngå å legge egg på en stresset plante? Kan sultne flaggermus gå mot støyen fra planter som blir beleiret av insekter? Og kan bøndene bruke disse sprøytene til å fortelle om avlingene deres trenger mer vann?

Uten å vite nøyaktig hvordan sprøytene til skadede og sunne planter er forskjellige, er det vanskelig å vite hvor informative de ville være, sier Rafael Rodríguez Sevilla fra University of Wisconsin i Milwaukee, som har etterlyste mer forsiktige tolkninger av studier om planteakustikk . Ville en avlytter være på utkikk etter en endring i hvor hyppige de er? De er ikke så vanlige. De er også veldig korte og kan forsvinne med avstand. Ja, i teorien kan dyr bruke lydene for å få informasjon om en plantes tilstand, sier Carel har Cate fra Universitetet i Leiden, men hvor meningsfullt er det hvis en plante produserer noe sånt som 20 myke 0,1 millisekunds pulser i timen? Og siden lydene sannsynligvis vil variere med forskjellige typer av skade, eller grader av tørrhet, hvor mye spesifikk informasjon kan et dyr hente fra dem?

Det er heller ingen indikasjon på at popene er spesialiserte signaler om stress i stedet for signaler som kommer tilfeldigvis på grunn av skaden, legger Rodriguez Sevilla til. Hadany erkjenner det, men sier: Hvis lydene er der ute, er de informative, selv om de ikke er 'tilsiktet' av planten.

For å overbevise kritikerne deres, trenger Hadany og Yovel helt klart å gjøre flere eksperimenter. De planlegger allerede å gjenta studien i en mer naturlig utendørs setting for å se om disse lydene bærer med seg omgivelsesstøy. Vi må også teste spesifikke relevante organismer for å se om de reagerer, sier Hadany. Og selvfølgelig er det mest spennende for oss: Er planter i stand til å høre lyden av planter?