Растения могут слышать жужжание пчел

Ученые заметили, что опылителей больше в девять раз вокруг тех растений, которые насекомые посещали в течение предыдущих шести минут. Фото: Alfonso Navarro

Умение воспринимать звуки и реагировать на них — самый распространенный способ коммуникации среди животных. Даже в самые тихие дни мир наполнен щебетанием птиц, шелестом ветра в деревьях, жужжанием насекомых. И уши хищника и жертвы настроены на присутствие друг друга. Звуки настолько важны для жизни и выживания, что исследователи Тель-Авивского университета задались вопросом: что, если растения тоже способны их воспринимать?

Первые эксперименты по проверке этой гипотезы опубликованы на сервере bioRxiv. Ученые выяснили, что по крайней мере в одном случае растения могут «слышать», и это дает им эволюционное преимущество.

Мы должны учитывать, что растения эволюционировали вместе с опылителями в течение долгого времени Лилах Хадани

Способность ощущать окружающую среду и реагировать на нее крайне важна для выживания. Реакции растений на свет, механическое воздействие и летучие химические вещества хорошо описаны. Однако восприятие ими звуков практически не исследовалось. 

Команда Лилах Хадани взялась за изучение этого вопроса на примере вечерних первоцветов (Oenothera drummondii). Ученые обнаружили, что в присутствии летающих опылителей растения увеличивают концентрацию сахара в своем нектаре. Их цветки взяли на себя роль «ушей», воспринимая звуки. Более того, они не только улавливают определенные частоты, но и подавляют посторонние звуки вроде ветра. 

В большинстве случаев (87,5%) опыление цветковых растений происходит при помощи животных. Их привлекает цвет, форма, запах, а также сладкий нектар цветов. Повышение качества этих характеристик приумножит пригодность цветка для размножения.

Image
Чем слаще лакомство, тем больше насекомых оно привлекает, повышая шансы на успешное перекрестное опыление. Фото: Ethan Robertson

Являясь эволюционным теоретиком, Лилах предположила: будь у представителей флоры способ слышать и реагировать на звук, это могло бы помочь им выжить и передать свое генетическое наследие.

Поскольку опыление — ключевой фактор для существования растений, команда начала исследовать цветы. Подходящим кандидатом оказалась вечерняя примула (Oenothera biennis). Она известна продолжительными сроками цветения и производит измеримое количество нектара. 

Самый сладкий звук

Чтобы проверить первоцветы, в лаборатории их подвергали воздействию пяти различных звуковых стимуляций. Растения, помещенные под стекло для блокировки вибрации, не увеличивали концентрации нектарного сахара. То же самое было отмечено у образцов, подвергающихся воздействию звуков высокой (158-160 кГц) и средней (34-35 кГц) частоты.

Но для растений, подверженных записями звуков, издаваемых пчелами (0,2-0,5 кГц), и низкочастотными стимуляциями (0,05-1 кГц), окончательный анализ показал безошибочную реакцию. В течение трех минут после воздействия этих записей концентрация сахара в цветах увеличилась с 12-17% до 20%.

Чем слаще лакомство, тем больше насекомых оно привлекает, повышая шансы на успешное перекрестное опыление. Ученые заметили, что опылителей больше в девять раз вокруг тех растений, которые насекомые посещали в течение предыдущих шести минут.

Цветы вместо ушей

По мере того, как команда изучала механизмы передачи и обработки вибраций, роль цветов становилась все более интригующей. Несмотря на их разнообразие, многие имеют вогнутую или чашевидную форму. Именно это делает цветы идеальными для приема и усиления звуковых волн.

Возможно, растения предупреждают друг друга о приближающемся травоядном Лилах Хадани

Чтобы проверить вибрационные эффекты каждой звуковой частоты, Хадани и ее соавтор Марин Уэйтс поместили примулу под лазерный виброметр, который измеряет мельчайшие движения. Для подтверждения роли цветка были проведены тесты с полными венчиками и без одного лепестка. В первом случае колебания цветка совпадали с длиной волны записи пчел. А вот второй образец не удалось резонировать ни с одним из низкочастотных звуков.

Что еще могут «услышать» растения

Хадани признает, что осталось еще много вопросов, касающихся способности растений реагировать на звук. Есть ли цветы, которые лучше воспринимают разные частоты? Может ли эта способность давать другие преимущества помимо производства нектара и опыления?

Есть предположение, что растения предупреждают друг друга о приближающемся травоядном. Или, может быть, они генерируют звуки, которые привлекают животных-распространителей семян.

Эта единственная работа открыла абсолютно новую область научных исследований, которую ученые назвали «фитоакустикой».