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你知道吗，植物王国并不沉默　　烟草和番茄面对威胁会“尖叫”

本报采访人员赵汉斌

自达尔文时代起，人们在植物对外界感知应变能力方面的研究可谓车载斗量，也认识到植物虽不能移动，但也绝不是呆头呆脑。然而，此前的研究多停留在感知以及有机化合物、光电信号的传递上，对植物通过声波传递信息的研究还罕有报道，人们普遍认为植物王国几乎是沉默的。

#植物#植物王国并不沉默烟草和番茄面对威胁会“尖叫”。然而最近，以色列特拉维夫大学的艾·卡伊特和欧文·莱温·爱泼斯坦等人所做的一项研究，首次证明了植物在压力下会发出可远程检测且信息量丰富的声音，这一发现或将改变人们对“沉默”的植物王国的传统认知。

此前并未探测到植物发出声波

#植物#植物王国并不沉默烟草和番茄面对威胁会“尖叫”。声音本质上是一种波，通过空气传播，传到人耳朵里引发鼓膜的振动。声音的大小，实际就是对这种振动强度的反映。人类的耳朵可以听到的最低频率约20赫兹，最高频率约2万赫兹，这是常见的、较公认的理论值，超过这个范围，就只能借助一些工具了。而一些动物，如狗和猫就能听到人类听不到的很细微的声音。

此前大量研究表明，当植物暴露在干旱或有害昆虫、草食动物威胁中时，会表现出表型的改变，比如颜色、气味和形状的变化。它们所散发的挥发性有机化合物（VOCs）也会影响邻近的植物，导致这些植物抗性增强。总的来说，人们已证明植物能产生视觉、化学与触觉信号，而其他植物和动物有时也能对这些信号做出反应。然而，植物在受到胁迫压力下会发出声音的情况还没有得到充分研究。

面对不同压力植物“叫声”也不同

长期从事植物科学和粮食安全研究的艾·卡伊特和欧文·莱温·爱泼斯坦等人，把番茄和烟草两种植物都安置在一个隔声的消声箱中，在离植物10厘米的地方放置了可接收20到100千赫范围内超声波的特殊麦克风，并录制番茄和烟草在干旱、切叶、割茎以及灌溉等不同实验条件下的声音。结果发现，植物在干旱胁迫和被砍切、侵害的情况下发出的声音，明显多于正常对照组的植物。灌溉时植物发出的声音很少，接下来的4至6天中，随着干旱程度增加，每天的声音数量增加，然后随着植物萎凋、干枯而逐渐减少。

研究人员发现，面对不同的压力源，这些植物会发出不同强度的声音。

当烟草植株被榨干水分时，发出的声音比被切断茎干时更大。另外，在没有直接的环境威胁或损害的情况下，植株也会发出超声波，但比较少。

根据实验结果，切断植株的茎干时，番茄会在一小时内发出25次超声波“求救”声响，烟草则会发出15次可能象征“痛苦”的声响。而被榨干水分时，番茄发出的声响次数更多，一小时达35次，而烟草会发出11次声音。

研究项目还首次报告了在20至100千赫超声波范围内的植物声音，可被3至5米距离内的老鼠、飞蛾等听觉敏锐的动物感受到。

一些生物可以听到植物的声音并做出反应

这项研究目前发表在生物预印本网站bioRxiv上，虽然尚未发表于期刊并得到同行的审阅和认证，不过研究者认为，研究将促进人类对全世界植物演化和生态学的科学理解。

在一项初步研究中，他们还成功地记录了来自刺五加和凤仙花等不同类群植物的声音。因此他们预计许多植物都有发出声音的能力，但这些声音的确切特征以及群体之间的相似性尚待确定。未来的研究可探究不同状态下植物发出的声音，包括疾病、寒冷、食草动物攻击或极端紫外线辐射等其他胁迫，以及开花、结果等各个生命阶段。一旦构建了一个大型植物声音库，就可以通过现代工具对其进行分析，以获得更多的认知。