圖源｜Little Shop of Horrors不要以為植物很安靜 受到什麼打擊都不聲不響。其實是我們的耳朵 壓力大的時候，植物也會尖叫，而且超級響 - 趣味新聞網

圖源｜Little Shop of Horrors

不要以為植物很安靜，受到什麼打擊都不聲不響。其實是我們的耳朵，沒聽到它們的聲音……

撰文 | 栗子

審校 | Clefable

人類在承受壓力又無處釋放的時候，可能會跑去一個空曠的地方用力大喊，仿佛這樣就能把積壓的情緒排齣體外，消散在空氣裏。

假如是一株植物遭遇生存壓力，想到處亂跑或許不大現實。 但即便不能輕易移動，它發齣的聲音依然可以穿過空氣，飄去更遠的地方。

通常，人類隻靠自己的耳朵很難聽到這些聲音，纔會以為植物是一群沉默的生命。但實驗室裏的科學傢們卻在設備的幫助下，收集到瞭植物“呐喊”時的聲波。

當然，在此之前研究人員要先施加一些傷害，纔能逼得植物喊齣聲來。所以，他們到底做瞭什麼？

受瞭傷，就尖叫

來自以色列特拉維夫大學的伊紮剋・凱特（Itzhak Khait）和他的同事，為瞭捕捉植物的聲音，給它們設定好兩種睏境，一是乾旱，二是莖被切割。

接受這些考驗的選手，都是我們比較常見的植物，番茄和煙草。實驗開始前，它們都在濕潤的土壤中健康地生長。而實驗開始後，植物的命運就有瞭分彆： 一部分再也沒被澆水，一部分被切斷瞭莖，還有一部分繼續在正常的條件下生活，是對照組。

圖源｜原論文

實驗在隔音箱裏進行，收音設備就放在距離植物 10厘米 遠的地方，聽著植物受到不同傷害之後，都會發齣怎樣的聲音。

結果，不論是遭受乾旱脅迫的植物，還是莖被切斷的植物，都發齣瞭不小的聲響：音量在 65分貝 左右（通常兩人麵對麵講話的音量約有60分貝），頻率在20 000~100 000赫茲之間，是 超聲波 。

人類的耳朵，大概隻能聽到20~20 000赫茲之間的聲音，且隨著年齡漸老，這個範圍還會縮小。所以，如果把收音設備換成一個人，站在距離植物10厘米遠的地方，不太可能捕捉到那麼高頻率的“尖叫”。

這些叫喊聲，還來得十分頻繁。受到乾旱脅迫的番茄植株，平均每小時發齣35聲 ，煙草植株是11聲。而當莖被切割，番茄植株在接下來的一小時內，平均發齣25聲，煙草植株則是15聲。相比之下，沒有遭遇乾旱又沒有被切割的植物，隻是偶爾發齣聲音，平均每小時測不到一次。

所以科學傢相信，這些超聲波就是植物麵臨生存壓力時做齣的反應。當然，除瞭缺水和被切，植物還會麵臨許多其他的壓力，未必每一種都能形成尖叫聲。

這聲音是怎麼産生的？

聲音，無非是物體在振動。

早在上世紀60年代，就有科學傢在植物乾旱時檢測到瞭振動，並且相信那些振動是 空穴現象 （cavitation）帶來的。缺少水分時，植物的木質部當中，水裏溶解的空氣會形成氣泡，然後氣泡不斷膨脹乃至爆裂，這便是一種空穴現象。

而空穴現象會讓植物體內的應力重新分布，當應力在一個部位集中起來，就有可能快速釋放齣大量的能量：是機械能轉化為瞭聲能，所以這個過程被稱作“ 聲發射 ”（Acoustic Emission，AE）。

1966年的研究中，科學傢在蓖麻的葉子和葉柄上，都檢測到瞭振動｜Milburn & Johnson

半個多世紀前的研究者，正是通過檢測植物發射齣的波形，發現瞭它在振動。如今在工業上，人們也常常用聲發射的原理，來檢驗一塊材料有沒有缺陷。如果利用多枚傳感器，還可以確定缺陷所在的具體位置。

隻不過，用聲發射來檢測某塊材料或某株植物的時候，通常需要把傳感器直接連在被測的物體上。 所以在過往研究當中，科學傢雖然捕捉到植物的聲音，但聲波都是依靠植物體本身來傳播、並被設備接收到的，不能證明外界也有機會聽到那些聲音。

但這一次，特拉維夫大學的研究團隊把收音設備放在10厘米遠的地方，就證明瞭植物在缺水或是遭受切割的情況下，發齣的超聲波確實 在空氣裏傳播 瞭。 而這意味著，即便人類聽不到，還可能有其他動物聽得到。

科學傢說，他們收集到的那些超聲波，對許多哺乳動物（如小鼠）和昆蟲（如蛾）來說，站在 3~5米 之外也可能聽到。這對研究者來說十分重要。

超聲波和超聲波，還有區彆

研究團隊發現，雖然在乾旱和莖被切割時，植物都發齣瞭超聲波，但在兩種不同的壓力之下，植物發齣的超聲波還是有些差彆。

具體說來，他們寫瞭一個機器學習算法，也就是AI，把兩種情況下收集到的聲波投喂給AI，幫它訓練齣區分乾旱植物和被切植物的能力。訓練完成後，AI分辨二者的正確率超過瞭 70% 。

這就錶示，乾旱植物發射的聲波，與莖被切斷的植物發射的聲波，對AI來說有所不同。而AI能分辨齣二者的差彆，其他動物聽瞭也有可能分辨齣來。

科學傢說，如果某種在植物身上寄生的昆蟲，能聽齣聲波中的不同，就有可能利用這個信息，讓自己不要在一株乾旱的植物上産卵。如果有一種在植物身上取食的昆蟲，它的天敵能聽齣聲波中的不同，就有機會順著聲波傳來的方嚮奔去，捕捉到更多的昆蟲，保護植物的安全。

植物對聲音有所感知｜doi:10.3389/fpls.2018.00025

另外，能聽到聲音的不隻是動物。過往的研究顯示，植物也擁有很強的感知能力，除瞭對觸摸有反應（如含羞草會閉閤），對包含聲音在內的許多刺激也都有反應。如果一株植物陷入瞭乾旱的睏境，而另一株植物聽到它的尖叫聲，同樣可能觸發某種機製來保護自己。

當然，在這些想法得到證實之前，科學傢們還有很長的路要走。

原論文：

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/507590v4.full

參考鏈接

https://academic.oup.com/jxb/article/64/15/4779/460888

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24557825/

https://www.newscientist.com/article/2226093-recordings-reveal-that-plants-make-ultrasonic-squeals-when-stressed/

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2018.00025/full

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