听！植物发出的声音！原来我们周围的世界充满了植物的声音！

　　受到压力的植物会表现出表型的改变化。然而，受到压力的植物会发出空气中的声音，可以记录下来并分类，发出的音量与人类说话的音量相似，但频率很高，超出了人耳的听觉范围。这些声音代表了什么？

　　

受到压力的植物会表现出表型的改变，包括颜色、气味和形状的变化，已有研究表明植物能产生视觉、化学和触觉信号，而其他生物也能对这些信号做出反应。然而，植物是否能发出空气传播的声音——能被其他生物听到的声音——还不甚了解。特拉维夫大学的研究人员的一项新研究展示了受到压力的植物会发出空气中的声音，这些声音可以从远处记录下来并分类。他们在一个声室和温室中记录了番茄和烟草植物发出的超声波，同时监测了植物的生理参数，并开发了机器学习模型，仅根据发出的声音就成功地识别了植物的状况，包括脱水程度和伤害。这些有信息的声音也可能被其他生物探测到。这项工作为了解植物及其与环境的相互作用开辟了途径，并可能对农业产生重大影响。这篇论文发表在科学杂志《Cell》上。

研究亮点

植物受到压力时，会发出空气中的超声波声音。
发出的声音可以显示植物的类型和状况。
在温室环境中，植物的声音可以被检测和解释

一些有趣的细节

特拉维夫大学的研究人员记录并分析了植物发出的明显声音。这种类似“咔哒”声的声音，类似于爆爆米花的声音，发出的音量与人类说话的音量相似，但频率很高，超出了人耳的听觉范围。研究人员说:“我们发现，植物在受到压力时通常会发出声音，每一种植物和每一种压力都与一种特定的可识别的声音有关。植物发出的声音虽然人耳难以察觉，但各种动物，如蝙蝠、老鼠和昆虫，都能听到。”

这项研究由特拉维夫大学Wise生命科学学院植物科学和粮食安全学院的Lilach Hadany教授领导，Hadany教授表示:“从之前的研究中，我们知道附着在植物上的振动仪可以记录振动。但这些振动也会变成空气中的声波吗?也就是可以从远处记录下来的声音。我们的研究解决了这个问题，研究人员已经争论了很多年。”

在研究的第一阶段，研究人员将植物放在一个隔音箱中，盒子位于一个安静、隔离的地下室，没有背景噪音。在距离每棵植物约10厘米的地方设置了超声波麦克风，记录频率为20-250千赫兹(成年人能检测到的最高频率约为16千赫兹)。这项研究主要集中在番茄和烟草植物上，但也记录了小麦、玉米、仙人掌和宝盖草的声音。

Hadany教授说:“在把植物放进声学箱之前，我们对它们进行了各种处理:一些植物五天没有浇水，一些植物的茎被剪掉了，还有一些没有动过。我们的目的是测试植物是否会发出声音，以及这些声音是否会受到植物环境的影响。我们的录音表明，在我们的实验中，植物发出的声音频率为40-80千赫兹。没有受到压力的植物平均每小时发出不到一个声音，而受到压力的植物——无论是脱水的还是受伤的——每小时发出几十个声音。”

通过这种方式收集的录音被专门开发的机器学习(AI)算法分析。这些算法学会了如何区分不同的植物和不同类型的声音，最终能够从录音中识别出植物，并确定压力的类型和水平。此外，即使植物被放置在有大量背景噪音的温室中，算法也能识别和分类植物的声音。在温室中，研究人员监测了经过一段时间脱水过程的植物，发现它们发出的声音数量增加到某个峰值，然后下降。

Hadany教授:“在这项研究中，我们解决了一个非常古老的科学争议:我们证明了植物确实会发出声音!我们的研究结果表明，我们周围的世界充满了植物的声音，这些声音包含着信息，例如关于缺水或伤害的信息。我们假设，在自然界中，植物发出的声音会被附近的生物探测到，比如蝙蝠、啮齿动物、各种昆虫，可能还有其他植物，它们能听到高频声音，并获得相关信息。我们相信人类也可以利用这些信息，只要有合适的工具——比如告诉种植者植物何时需要浇水的传感器。显然，一片田园诗般的鲜花田也可能是一个相当嘈杂的地方。只是我们听不见声音!”

在未来的研究中，研究人员将继续探索一系列有趣的问题:植物声音背后的机制是什么?飞蛾如何探测植物发出的声音并做出反应?其他植物也能听到这些声音吗?和更多的……

潜在意义

有研究表明植物也会对声音有反应，例如通过改变特定基因的表达，或通过增加花蜜中的糖浓度。因此，如果植物在空气中发出声音，这些声音可能会引发附近生物的快速反应，包括动物和植物。即使这些声音的发出仅仅是植物生理状况的结果，附近能够听到这些声音的生物也可以利用它们来为自己谋取利益。因此，作者开始研究植物是否会发出空中信息声音，这些声音可能是它们对环境的潜在信号或暗示。研究证明了植物确实会发出空气传播的声音，这种声音可以在几米远的地方被探测到，无论是在隔音室还是在温室里。研究还表明，植物发出的声音携带了有关植物生理状态的信息。通过训练机器学习模型，人们能够根据干旱胁迫、切割和控制植物发出的声音来区分它们。这些结果显示了植物生物声学研究的潜力，表明植物声发射可能在生态和进化中发挥重要作用，并可能对农业植物监测产生直接影响。

 编译：vivian