И ЦВЕТОВИТЕ ИМААТ УШИ!

Денеска светот е полн со звуци: птиците црцорат, ветровите шумолат низ дрвјата и инсекти кои потпевнуваат за нивниот “бизнис”. Звуците на предаторот и ушите на пленот се прилагодени еден на друг.

Звукот е толку елементарен за животот и преживувањето што го поттикна професорот на истражувачкиот институт во Тел Авив, Лилах Хадани, да праша: Што ако животните кои испуштаат звук им помагаат на растенијата со тоа?

Првите експерименти за тестирање на оваа хипотеза, објавени неодамна на серверот за пред-печатење bioRxiv, сугерираат дека во барем еден случај, растенијата можат да слушнат, и тоа дава вистинска еволутивна предност.

Тимот на Хадани ги погледнал примозите (Oenothera drummondii) и открил дека во рок од неколку минути од откривањето на вибрациите од крилјата на оплодувачите, растенијата привремено ја зголемиле концентрацијата на шеќер во нивниот нектар. Всушност, самите цвеќиња служеле како уши, подигајќи ги специфичните фреквенции на крилјата на пчелите додека ги регулирале ирелевантните звуци како ветерот.

НАЈСЛАТКИОТ ЗВУК

Како еволутивен теоретичар, Хадани вели дека нејзиното прашање беше поттикнато од сознанието дека звуците се во сеприсутниот природен ресурс – оној што растенијата ќе го трошат ако не го искористат тоа животните. Ако растенијата имаат начин на слух и реакција на звукот, таа сфатила дека може да им помогне да преживеат и да го пренесат како свое генетско наследство.

Бидејќи опрашувањето е клучно за репродукција на растенијата, нејзиниот тим започна со истражување на цвеќињата. Вечерната коприва, која расте на плажите и во парковите околу Тел Авив, се појави како добар кандидат, бидејќи има долго време на цутење и произведува мерливи количини на нектар.

За да ги тестираат примероците во лабораторијата, тимот на Хадани ги изложил растенијата на пет звучни третмани: тишина, снимки на пчели на далечина од 10 сантиметри, и компјутерски генерирани звуци на ниски, средни и високи фреквенции. Растенија кои го добија тивкиот третман – поставени под вибрирачки стаклени тегли – немаа значително зголемување на концентрацијата на нектар шеќер. Истото се случи и за растенијата што се изложени на високофреквентни (158-160 kilohertz) и средно-фреквентни (34-35 kilohertz) звуци.

Но, за растенијата изложени на репродукција на пчелни звуци (0,2 до 0,5 kilohertz) и слични нискофреквентни звуци (0,05-1 kilohertz), конечната анализа покажа непогрешлив одговор. Во рок од три минути од изложеноста на овие снимки, концентрацијата на шеќер во растенијата се зголеми за зачудувачки 20 проценти.

Подобро лачење на шеќерот, според нивната теорија, може да привлече повеќе инсекти, потенцијално зголемувајќи ги шансите за успешно вкрстено опрашување. Навистина, во полето на набљудувања, истражувачите откриле дека опрашувачите биле повеќе од девет пати повеќе околу растенијата отколку било кој друг опрашувач кој го посетил цвеќето во текот на претходните шест минути.

“Бевме многу изненадени кога дознавме дека всушност функционира”, вели Хадани. “Но, откако го повторуваме во други ситуации, во различни сезони, и со растенија одгледувани во затворени простории и на отворено, се чувствуваме многу сигурни во резултатот”.

ЦВЕЌЕ ЗА УШИ!

Како што тимот размислувал за тоа како функционира звукот, преку пренос и толкување на вибрациите, улогата на цвеќето стана уште поинтригирачка. Иако цветовите варираат во облик и големина, многумина се конкавна форма или во форма на сад. Ова ги прави совршени за примање и засилување на звучните бранови, слично како сателитска антена.

За да ги тестираат вибрационите ефекти на секоја група за тестирање на звучна фреквенција, Хадани и нејзината коавторка Марин Вејтс (дипломиран студент во лабораторијата на Хадани), го ставаат таканареченото ноќно цвеќе под машина наречена ласерски вибратор, која мери минутни движења. Тимот потоа ги спореди вибрациите на цвеќињата со оние од секој од звучните третмани.

“Овој специфичен цвет е обликуван во чинија, така акустично кажано, има смисла дека овој вид структура ќе вибрира и ќе ги зголеми вибрациите во себе”, вели Вејтс.

И навистина тоа го правеше, барем за фреквенциите на опрашувачите. Хадани вели дека е возбудливо да се видат вибрациите на цвет со бранови должини кога пчела го испушта својот звук.

“Можете веднаш да видите дека таа работи”, вели таа.

За да потврди дека цветот е одговорна структура, тимот, исто така, извршил тестови на цвеќиња кои имале еден или повеќе ливчиња отстранети. Овие цвеќиња не успеаја да резонираат со било кој од звуците со ниска фреквенција.

 

ШТО ДРУГО РАСТЕНИЈАТА МОЖАТ ДА СЛУШНАТ?

Хадани признава дека има многу, многу прашања кои остануваат неодговорени во врска со оваа новооткриената способност на растенијата да одговорат на звукот. Дали некои “уши” се подобри за одредени фреквенции од другите? И зошто ноќното цвеќе го прави својот нектар толку посладок кога се знае дека пчелите можат да ги детектираат промените во концентрацијата на шеќер колку што е мал до 1-3 проценти?

Исто така, може ли оваа способност да даде други предности надвор од производството и опрашувањето на нектар? Хадани претпоставува дека можеби растенијата се потсетуваат еден на друг со звукот на тревопасите. Или можеби тие можат да генерираат звуци кои ги привлекуваат животните вклучени во растурање на семето.

“Мораме да земеме предвид дека цвеќето еволуирало со опрашувачи многу долго време”, вели Хадани. “Тие се живи суштества, и тие, исто така, треба да преживеат во светот. Важно е тие да можат да ја насетат својата животна средина, иако не можат да одат никаде. ”

Оваа единствена студија отворила сосема ново поле на научни истражувања, кое Хадани го нарекува фитоакустика.

Вејтс сака да дознае повеќе за основните механизми зад феноменот што го набљудувал истражувачкиот тим. На пример, кои молекуларни или механички процеси го водат вибрациите и нектарот? Таа, исто така, се надева дека работата ќе ја потврди идејата дека не секогаш се користи традиционален орган за чувство за светот.

“Некои луѓе можат да мислат: Како [растенијата] можат да слушнат или мирисаат?” Вели Вејтс. “Би сакал луѓето да сфатат дека слухот не е само за ушите”.

Ричард Карбан, експерт за интеракции помеѓу растенијата и нивните опрашувачи на Универзитетот во Калифорнија Дејвис, има свои прашања, особено за еволутивните предности на одговорите на растенијата за звук.

“Можеби е можно растенијата да можат хемиски да ги почувствуваат своите соседи и да проценат дали другите растенија околу нив се оплодуваат”, вели тој. “Досега немаше докази дека ваквите работи се случуваат, но [оваа студија] го направи првиот чекор”.

About

You may also like

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *