植物壓力大時也會“尖叫”

張 聞

人類在承受壓力又無處釋放的時候，會通過尖叫等方式給自己減壓。那么植物面對壓力會怎樣呢？

近期，以色列研究人員發現，當番茄和煙草感到壓力，比如脫水或莖被切斷時，它們不但會“尖叫”，而且發出的聲音與人類正常談話的音量相當。相關研究3月30日發表于《細胞》上。這一發現打破了人類的固有認知，揭示了看似沉默的植物會“叫”的奧秘。

那么，植物究竟是怎樣“叫”的？人類又為什么聽不到呢？

多數植物面對壓力都會“叫”

要回答上面的問題，先要搞清楚植物到底會在什么情況下發出叫聲。

為了揭開這一謎團，研究人員將缺水、莖被剪斷等壓力狀態下的植物和水分充足、完好無損的植物同時置于隔音箱內，并把這些隔音箱分別放置在沒有背景噪聲的地下室和有大量背景噪聲的溫室中，以此來記錄植物處在不同條件下的發聲情況。

研究人員在進行實驗的植株前放置了兩個超聲波麥克風，作為記錄植物聲音的“話筒”。論文通訊作者、特拉維夫大學進化生物學家利拉赫·哈達尼說：“這種特殊‘話筒’主要應用于蝙蝠超聲波信號研究，內置的傳感器能將超聲波信號轉換為更易被人識別的電信號。”

通過實驗，哈達尼發現，在不同“口渴”程度下，植物的發聲情況也明顯不同。例如，針對番茄植株的實驗顯示，植株在停止澆水的第二天被監測到發聲，接下來這種發聲變得愈加頻繁，到第五天時發聲次數達到峰值，然后呈下降趨勢。一株受到缺水壓力的植物每小時發出30～50次咔嗒聲，而隨著植物完全干涸，它反而不會發出任何求救聲了。哈達尼推測，植物的聲音很可能是在缺水過程中而非在完全無水狀態時發出的。

那么，這種現象只是在個別植物身上才存在嗎？

為了找到這一答案，哈達尼和團隊成員也記錄了各種其他植物面對壓力的叫聲。“我們發現許多植物——比如玉米、小麥、葡萄和仙人掌——在受到壓力時都會發出聲音。”哈達尼說。因此，她認為植物在感受到壓力時會產生叫聲是普遍現象。

善用植物的“叫聲”

那么植物的叫聲是怎么產生的呢？

研究人員認為，可能是由于植物維管系統中氣泡的形成和破裂造成的，這個過程被稱為氣穴現象。

既然植物在受到壓力時會產生叫聲，為什么人類聽不到呢？

事實上，人類的耳朵可以聽到的最低頻率約20赫茲，最高頻率約2萬赫茲，超過這個范圍，就只能借助一些工具了。但是，其他生物可能已經進化到具有能夠聽到并對這些聲音做出反應的能力。

在哈達尼看來，這些聲音的存在具有重大的生態和進化意義。“如果某種在植物身上寄生的昆蟲，能聽出聲波中的不同，就有可能利用這個信息，讓自己不要在一株干旱的植物上產卵。”她說。

其他植物也可能從這些聲音中受益。附近的植物通過這些聲音，可能會得到身邊的植物受干旱脅迫或受傷的信息，并做出減少蒸發等相應反應。

以此作為研究啟示，科學家們還可以探究不同狀態，如疾病、寒冷、食草動物攻擊或極端紫外線輻射等其他脅迫，以及開花、結果等各個生命階段下植物發出的聲音。一旦構建了一個大型植物聲音庫，就可以通過現代工具對其進行分析，以獲得更多的認知。

特拉維夫大學神經生態學家、論文通訊作者約西·約維爾說：“植物發聲研究為交流、竊聽和利用這些聲音開辟了一條全新的途徑。”或許，未來經過科學家的深入研究，人與植物實現“對話”將不再是夢。