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终于,植物被证实能“听见”声音

2019-04-09文泽波

大众科学 2019年2期
关键词:拟南芥虞美人花蜜

文泽波

2019年1月,有报道称以色列特拉维夫大学的研究人员Lilach Hadany和她的团队用实验证明了植物能够“听见”声音。这一消息引发了多人关注。一般认为能听见声音是动物们的“专利”,植物是如何听见声音的?它们听见声音又会作何反应呢?

蜜蜂振翅让花蜜更甜

在自然界中存在着一些植物利用聲音的现象是被认可的,比如黎豆属植物与一些蝙蝠的互动。黎豆属植物花朵在白天的时候处于低垂的状态,而到了夜晚,这些花朵就会竖起,花瓣也开始展开,宛如一个信号发收期。这时候习惯在夜晚出游的蝙蝠飞到附近,它的声波便能很好地探测到黎豆属植物的花朵,进而飞过来,伸出舌头舔食花蜜。此时,黎豆属植物花朵便趁机将花粉黏在蝙蝠的头上,达到授粉的效果。

授粉对植物的繁衍十分关键,Hadany决定从植物的花朵开始入手做研究。他们选择了以色列特拉维夫的海滩和公园里随处可见的海边月见草,这种花的花期长,产生的花蜜总量也不错。

实验室中,Hadany的团队把这种植物暴露在五种声音环境下:无声、10厘米外的蜜蜂录音,以及电脑生成的低、中、高三种频率的声音,精彩的地方来了:在无声环境中的植物(花朵被安放在能屏蔽振动的玻璃罐中),其花蜜的糖度并无显著增高;暴露在高频(158~160千赫)、中频(34~35千赫)声音环境中的植物,其花蜜的糖度也无显著增高;当植物处在蜜蜂录音(0.2~0.5千赫)以及低频声音(0.05~1千赫)环境中,便有了明显的反应!暴露在这些声音环境中3分钟之内,这些植物体内的糖浓度就升高了12%~17%。此外,在田野调查中,研究人员还发现,一只传粉昆虫为某棵植物授粉之后,仅仅6分钟内再次前来为这棵植物授粉的传粉昆虫多出9倍以上!

Hadany团队研究人员写道:“我们的研究结果首次证明,植物能以一种生态相关的方式,对传粉者的声音做出快速的反应。”这一项研究开辟了一个全新的科研领域,Hadany称之为“植物声学(phytoacoustics)”。这一现象背后还有诸多疑问等待着探寻。

植物细胞有“听”声波的蛋白质?

唐朝小说家段成式在一本叫《酉阳杂俎》的博物杂书中这样写道:“虞美人草,独茎,三叶,人或近之,抵掌讴曲,叶动如舞,故又名舞草,出雅州。”这种虞美人草竟然能闻歌起舞。现在我们所说的鱼美人草是一种与罂粟相似的植物,没有人证实过它与段成式口中的“虞美人草”是否一样,也没有人证实它到底会不会跳舞。

倒是有另外一种植物也对声音做出了反应——拟南芥。2014年,密苏里大学哥伦比亚分校的一项研究表明,当研究人员模拟毛毛虫咀嚼拟南芥叶子造成的声音时,可以刺激拟南芥产生更多用于防御的化合物芥末油,于是拟南芥的口感就会变得很难吃,南芥能分辨风声这种环境的声音和毛毛虫咀嚼叶子的声音。此外,科学家还发现,利用超声波处理某些植物的种子,能够提高种子的发芽率,适度强度的声波刺激也可以促进猕猴桃试管苗根系的生长发育。

人类是通过耳朵来接受声波信号的,当声音通过空气的传播,经外耳、中耳和内耳的传导系统,引起耳蜗内淋巴液和基底膜纤维的振动,并由此激起听觉细胞的兴奋,产生神经冲动,于是我们听到了声音。那么植物是通过哪个部分来感知声音呢?一部份科学家认为,植物可以通过对细胞膜内压力作出反应的蛋白质来感知声波,并使植物产生相应的反应。不过这种猜想并没有得到证实。(编辑/侯帮虎)

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