Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Могут ли растения распознавать звуки и реагировать на них?

БиологияРастения+2
Анонимный вопрос
National Geographic Россия
  · 1,5 K
Куратор сообщества «National Geographic Россия». Историк костюма в кино, иллюстратор и...  · 17 янв 2022
Растения составляют по разным оценкам от 80 до 97,5% всей биомассы на нашей планете. Именно они являются основой всего живого на Земле.
Ученые все больше узнают о сложности растений и их удивительных способностях. Есть вероятность, что растения действительно могут чувствовать вибрацию звуковых волн и реагировать на нее.
Предполагая, что цветы могут быть «ухом», через которое растения слушают, американский композитор канадского происхождения Морт Гарсон, невероятно плодовитый, разносторонний и изобретательный пионер электронной музыки и популяризатор синтезатора Moog, возможно, был бы рад узнать об этих исследованиях — в 1976 году он записал музыкальный альбом под названием Mother Earth's Plantasia. Удивительная пластинка — «теплая земная музыки для растений и людей, любящих их».
Конечно, музыкант не претендовал на сенсационное открытие о наличии слуха у растений — вероятно, он просто следовал моде того времени, когда процветали экологические движения. Зато мы с удовольствием можем послушать и оценить «Концерт для Филодендрума и Потоса»! Да и весь альбом очарователен.
Вольфганг Стаппи, руководитель исследований в области биологии семян в Королевских ботанических садах Кью, считает, что на эту тему крайне мало научных исследований, и совершенно точно у науки нет доказательств, что растениям полезно, когда им поют или играют на музыкальных инструментах. «Но это не означает невозможности подобного сценария».
Зато звуки, производимые вредным насекомым, могут заставить цветок защищаться. В 2014 году ученые подвергали резуховидку Таля (небольшое цветковое растение семейства капустных) воздействию звуковых волн, производимых насекомыми-вредителями — личинками бабочки-репницы. В ответ резуховидка начинала вырабатывать вещества (глюкозинолаты и антоцианин), которые делали листья несъедобными для личинок. При этом растение спокойно отнеслось к звуковым волнам, вызванным ветром или стрекотом других насекомых. Ученые пришли к выводу, что резуховидка способна различать звуки, от наличия или отсутствия которых зависит ее выживание, и соответственно на них реагировать.
Резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana)
Вообще, резуховидка Таля часто принимает участие в экспериментах. Например, с ее помощью можно определить, есть ли на территории мины или нет. Известно, что, если это растение произрастает в суровых для него условиях, то оно начинает краснеть. А с помощью генетических модификаций ученые начали разводить резуховидку Таля, которая меняет цвет только тогда, когда появляется оксид азота, выделяемый наземными минами или другими взрывчатыми веществами.
Симпатия растений к определенным жанрам музыки пока никак не подтверждена, но связь между звуками и процессами в растениях все же существует. Недавно ученые выяснили, что звук на частоте в 1 килогерц, испускаемый в течение одного часа на расстоянии 20 сантиметров от растения, способствуют делению его каллусных клеток (аналог стволовых клеток у растений) и повышает активность защитных ферментов и гормонов. Другие эксперименты продемонстрировали, что урожайность шпината, хлопка, риса и пшеницы увеличивается на 5—20%, если растения «слушают» громкие звуки по три часа в течение нескольких дней.
«Растения часто взаимодействуют с животными, а животные как производят, так и слышат звуки, — уверяет биолог Лайла Хадани из Тель-Авивского университета. — С точки зрения адаптации для растений было бы недальновидно не использовать звуки для коммуникации. Мы попытались сделать четкие прогнозы, чтобы проверить подобную возможность, и были весьма удивлены, когда они подтвердились».
Это и проверили в экспериментах с ослинником (Oenothera drummondii) — многолетним травянистым растением с небольшими желтыми цветами. В четырех испытаниях участвовало 667 растений. Их поделили на несколько экспериментальных групп.
Ослинник, или Энотера (Oenóthera)
Первая росла летом в естественной среде. Им давали в течении 30 секунд послушать тишину (никакого звука), затем включали звуковой сигнал, частота которого росла от 50 до 1000 Гц, и таким образом проверяли почти все звуки, которые могут сопровождать полет опылителей. Затем включали высокий звук (158-160 кГц), который находится за пределами возможностей насекомых.
Вторая группа росла летом, но уже в помещении и слушала кроме тишины и двух звуков еще и запись жужжания пчелы, с пиком на уровне 200—500 Гц.
Из цветков до эксперимента извлекали нектар и измеряли уровень его сахара, затем немедленно давали послушать один из трех звуков, а еще три минуты спустя снова измеряли уровень сахара в их нектаре. Выяснилось, что концентрация сахара в нектаре растений, которые слышали пчел или эквивалентный их жужжанию звук, была на 20% выше, чем у тех, кто слышал слишком высокие звуки или слушал тишину. Стратегия повышения сладости нектара при приближении полезных насекомых, которые опыляют растение, выглядит логичной и эволюционно оправданной.
Как изменялось содержание сахара в нектаре ослинника после того, как растению давали послушать различные звуки.
Подобные исследования заставили задуматься, могут ли люди влиять на растения с помощью специально подобранных звуков. Китайский исследовательский центр сельскохозяйственной инженерии Циндао разработал специальное устройство для передачи волн саженцам. Создатели утверждают, что аппарат снизил потребность в удобрениях и увеличил количество урожая. 
Еще одно исследование проводили биологи из Университета Западной Австралии; его результаты опубликованы в журнале Oecologia. В качестве подопытного растения был использован обычный горох посевной (Pisum sativum). Ученые посадили растения в контейнеры, имеющие у основания две трубки, что давало корневой системе возможность роста в двух направлениях. Внизу располагались системы, издающие звук: журчание текущей воды или «белый шум». Далее оставалось лишь наблюдать за развитием корневой системы.
Когда растения подросли и окрепли, обнаружилась прямая связь со звуком. В контейнерах с пересушенной почвой корни росли в направлении звука текущей воды, тогда как в тех случаях, когда почва в контейнере была регулярно увлажнена, корни развивались обычным образом. Установив, что растения способны искать источник воды, ориентируясь только на ее звук, притом делая это лишь при необходимости, ученые отмечают, что «их восприятие окружающего мира гораздо сложнее, чем считалось прежде».
Звук способствует взаимовыгодным отношениям между растениями и другими живыми существами. Биологи из Германии и Брунея обнаружили, что один из видов непентеса (Nepenthes hemsleyana) — плотоядного растения, обитающего в тропических лесах Борнео — умеет привлекать к себе внимание летучих мышей благодаря особенностям отражения ультразвука своим кувшином. Ученые анализировали, каким образом кувшин Nepenthes hemsleyana взаимодействует с ультразвуком частотой от 40 до 160 килогерц, используемым летучими мышами для эхолокации. Оказалось, что при определенных углах подлета вытянутая форма кувшина работает как очень хороший отражатель, формируя отчетливый сигнал в пространстве, на который и ориентируется Kerivoula hardwickii. Летучие мыши используют кувшины растений как место для сна: здесь их не донимают насекомые-паразиты, кроме того, здесь они не конкурируют за ночлег с другими рукокрылыми. Растения получают от животных богатые азотом фекалии.
В статье, посвященной акустическим отношениям между растениями и летучими мышами, отмечалось, что близкородственные виды растений, которые не полагались на летучих мышей для оплодотворения, не имели такой же отражающей поверхности, которая, как известно, привлекает летающих млекопитающих.
Все эти работы помогают доказать, что звук важен для растений. Но точные механизмы, с помощью которых растения могут воспринимать или ощущать звук, остаются загадкой. И хотя одно дело сказать, что они обладают генетически запрограммированными или автоматическими реакциями на акустические раздражители, другое — предположить, что они могут слушать, прежде чем принимать решение о том, как реагировать.
Среди скептиков — Дэвид Робинсон из Гейдельбергского университета в Германии. Он критикует утверждения о том, что растения могут осознанно слушать и по-особенному реагировать. «Реакции растений на акустические раздражители, хотя и интересны, но детерминированы и негибки. Они не имеют ничего общего с мыслительным процессом», — считает ученый. У растений нет нейронов, которые передавали бы информацию посредством электрических сигналов, да и в целом у них отсутствуют мыслительные структуры. Робинсон не сбрасывает со счетов возможность того, что растения умнее, чем кажутся, но считает, что нам стоит изучать их способности, абстрагировавшись от коммуникативных систем человека и животного.
«Я думаю, многие люди пытаются очеловечить растения, чтобы они больше походили на нас», — говорит он.
А вот Энтони Тревавас, заслуженный профессор в Школе биологических наук Эдинбургского университета, придерживается другой точки зрения. Он говорит, что в широком смысле растения можно считать разумными — они четко реагируют на раздражители таким образом, что повышает их шансы на выживание. Он сравнивает это с зеброй, убегающей от льва. «Вся жизнь разумна, потому что если бы это было не так, ее бы здесь просто не было», — говорит Тревавас. Это, безусловно, заставляет задуматься.
К. б. н. (3.1.31. Геронтология и гериатрия), генетик, хронобиолог, член ВОГиС, сотрудник...  · 17 янв 2022  · dzen.ru/hormesisavenue
Любая звуковая волна весьма механически осязаема любым организмом и легкорегистрируема простейшими рецепторами, так как её носителем является воздух или вода, либо почва, либо тело самого растения, поэтому растения однозначно "слышат", только не так как животные, а на механическом уровне (подобно тому, как глухие люди воспринимают вибрации скорее), растения способны... Читать далее
Илья Андреевич Соловьёв К.б.н., м.н.с. ИБ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, преп. МИ СыктГУПерейти на dzen.ru/hormesisavenue
Свет, Солнце   · 8 февр 2022
Еще в Советском Союзе проводились такие эксперименты, все это по памяти, поиск ничего не дал, поля озвучивали разными мелодиями, выяснилось, что классика повышает урожайность, лучше всего мягкие мелодии, а вот тяжелый рок понижает, подобные исследования проведены и в других странах с аналогичными результатами. Некоторые огородники и цветоводы разговаривают со своими... Читать далее