دراسة: النباتات المجهدة “تصرخ” عند تعرضها للإجهاد من العطش أو قطع سيقانها

وجد علماء في إسرائيل أن النباتات تصدر أصواتا، مثل فرقعة الغلاف الفقاعي، عند تعرضها للإجهاد، من جراء الجفاف أو قطع سيقانها.

ويصعب على البشر اكتشاف هذه الأصوات لأن ذبذباتها مرتفعة جدا بحيث لا يمكن لآذاننا اكتشافها، ولكن من المحتمل أن تسمعه الحشرات والثدييات الأخرى، وربما النباتات الأخرى.

وهذا يعني أن النباتات يمكنها التواصل مع محيطها أكثر بكثير مما ندركه نحن البشر. ويعني أيضا أنه من خلال “الاستماع”، سيتمكن المزارعون من معرفة وقت تعرض محصولهم للتوتر “العصبي”، وفقا للورقة البحثية المنشورة في مجلة Cell.

وقال البروفيسور ليلاك هاداني، عالم الأحياء التطوري والمنظر في جامعة تل أبيب: “من الواضح أن حقل الأزهار المثالي يمكن أن يكون مكانا صاخبا إلى حد ما. كل ما في الأمر أننا لا نستطيع سماع الأصوات”.

وفي حين تم تسجيل اهتزازات عالية التردد، فوق صوتية، في النباتات من قبل، يقول العلماء إن هذا هو أول دليل على أن هذه الأصوات تنتقل عبر الهواء.

وأوضح البروفيسور هاداني، أحد كبار مؤلفي الدراسة: “في هذه الدراسة، قمنا بحل جدل علمي قديم للغاية: لقد أثبتنا أن النباتات تصدر أصواتا. وتشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن العالم من حولنا مليء بأصوات النباتات وأن هذه الأصوات تحتوي على معلومات، على سبيل المثال حول ندرة المياه أو الإصابة. ونفترض أنه في الطبيعة، يتم اكتشاف الأصوات الصادرة عن النباتات بواسطة كائنات قريبة، مثل الخفافيش والقوارض والحشرات المختلفة، وربما أيضا النباتات الأخرى، التي يمكنها سماع الترددات العالية واستخلاص المعلومات ذات الصلة”.

وتابع: “نعتقد أنه يمكن للبشر أيضا الاستفادة من هذه المعلومات، في حالة توفر الأدوات المناسبة، مثل أجهزة الاستشعار التي تخبر المزارعين عندما تحتاج النباتات إلى الري”.

واعتمد الفريق ميكروفونات لديها القدرة على التقاط الأصوات فوق الصوتية بين 20-250 كيلوهرتز (للمقارنة، يمكن للبشر اكتشاف ترددات تصل إلى 16 كيلوهرتز) مع نباتات الطماطم والتبغ الصحية والمجهَدة التي تتعرض لضغط الجفاف أو المقطوعة السيقان.

وتم إجراء التسجيلات الأولية في غرفة عازلة للصوت، ثم في بيئة صاخبة.

ولخلق الإجهاد، لم يقم العلماء بسقي بعض النباتات لعدة أيام وقطعوا سيقان نباتات أخرى.

وبعد التسجيل، استخدم الفريق خوارزميات التعلم الآلي (نوع من الذكاء الاصطناعي) للتمييز بين النباتات العطشى والنباتات المقطوعة السيقان وغير المجهدة.

ويمكن أن تميز الخوارزميات أيضا ما بين أصوات نباتات الطماطم والتبغ. وتم خفض نطاق التردد حتى يتمكن العلماء من سماع أصوات الفرقعة التي تصدرها النباتات.

ويقول الفريق إن الأصوات التي تصدرها النباتات تشبه الملوثات العضوية الثابتة أو النقرات.

ووجدوا أن النباتات المجهدة تُحدث ضوضاء أكثر مقارنة بالنباتات غير المجهدة، حيث يصدر بعضها نحو 30-50 من هذه الملوثات العضوية الثابتة في الساعة.

وبدأت النباتات المحرومة من الماء تنبعث منها ضوضاء قبل فترة طويلة من ظهور الجفاف بشكل واضح، مع بلوغ تردد الأصوات ذروته بعد خمسة أيام من دون ماء.

وقال العلماء إن الآلية الدقيقة وراء هذه الضوضاء ما تزال غير واضحة، لكنهم يعتقدون أنها قد تكون بسبب تشكل فقاعات الهواء وانفجارها في النسيج الوعائي (بمثابة نظام الأوعية الدموية) في النبات، وهي عملية تسمى التكهف (ظاهرة تشكل فقاعات من البخار لسائل جارٍ).

وأشار الفريق إلى أن من غير الواضح أيضا ما إذا كانت النباتات تنتج هذه الأصوات للتواصل مع الكائنات الحية الأخرى، ولكن حقيقة وجود هذه الأصوات لها آثار بيئية وتطورية كبيرة.

وأضاف البروفيسور هاداني: “من الممكن أن تكون الكائنات الحية الأخرى تطورت لتسمع هذه الأصوات وتستجيب لها. على سبيل المثال، يمكن للعثة التي تنوي وضع البيض على نبات أو حيوان ينوي أكل نبات أن يستخدم الأصوات لتساعده على توجيه قراره”.

المصدر: إندبندنت