Shutterstock

Nếu bạn giống tôi, bạn đã giết được cả những cây trồng trong nhà cứng đầu nhất (vâng, mặc dù có bằng tiến sĩ về sinh học thực vật). Nhưng hãy tưởng tượng một thế giới nơi cây cối của bạn thực sự cho bạn biết chính xác khi nào chúng cần tưới nước. Rốt cuộc, suy nghĩ này có thể không quá ngớ ngẩn.

Bạn có thể quen thuộc với khối lượng công việc ngày càng tăng mà cung cấp bằng chứng cho thực vật có thể cảm nhận được âm thanh xung quanh chúng. Giờ đây, nghiên cứu mới cho thấy chúng cũng có thể tạo ra âm thanh trong không khí để đối phó với căng thẳng (chẳng hạn như do hạn hán hoặc bị cắt).

Một nhóm do các chuyên gia tại Đại học Tel Aviv đứng đầu đã chỉ ra rằng cây cà chua và cây thuốc lá, trong số những cây khác, không chỉ phát ra âm thanh mà còn phát ra âm thanh đủ lớn để các sinh vật khác nghe thấy. Những phát hiện của họ, công bố hôm nay trên tạp chí Cell, đang giúp chúng ta điều chỉnh thế giới âm thanh phong phú của thực vật – một thế giới diễn ra xung quanh chúng ta, nhưng chưa bao giờ hoàn toàn nằm trong tầm nghe của con người.

Thực vật có thể lắng nghe, nhưng bây giờ chúng có thể nói chuyện!

Thực vật là những sinh vật “không cuống”. Chúng không thể chạy trốn khỏi các tác nhân gây căng thẳng như động vật ăn cỏ hoặc hạn hán.

Thay vào đó, chúng đã phát triển các phản ứng sinh hóa phức tạp và khả năng thay đổi linh hoạt sự phát triển của chúng (và tái tạo các bộ phận cơ thể) để đáp ứng với các tín hiệu môi trường bao gồm ánh sáng, trọng lực, nhiệt độ, xúc giác và các hóa chất dễ bay hơi do các sinh vật xung quanh tạo ra.

Những tín hiệu này giúp chúng tối đa hóa sự phát triển và sinh sản thành công, chuẩn bị và chống lại căng thẳng, đồng thời hình thành mối quan hệ cùng có lợi với các sinh vật khác như nấm và vi khuẩn.

Trong 2019, các nhà nghiên cứu cho thấy tiếng vo ve của ong có thể khiến cây tạo ra mật hoa ngọt hơn. Người khác đã cho thấy tiếng ồn trắng chơi để Cây xạ hương, một loài thực vật có hoa trong họ cải, có thể gây ra phản ứng hạn hán.

Giờ đây, một nhóm do Lilach Hadany dẫn đầu, người cũng dẫn đầu nghiên cứu về mật hoa nói trên, đã ghi lại âm thanh trong không khí do cây cà chua và cây thuốc lá, cùng năm loài khác (cây nho, cây tầm ma, cây xương rồng, ngô và lúa mì) tạo ra. Những âm thanh này là siêu âm, trong phạm vi 20-100 kilohertz và do đó không thể phát hiện được bằng tai người.

Cây bị căng thẳng nói nhiều hơn

Để thực hiện nghiên cứu của mình, nhóm nghiên cứu đã đặt các micrô cách thân cây 10 cm hoặc bị khô hạn (độ ẩm của đất dưới 5%) hoặc đã bị đứt gần đất. Sau đó, họ so sánh âm thanh được ghi lại với âm thanh của những cây không bị căng thẳng, cũng như những cái chậu rỗng, và nhận thấy những cây bị căng thẳng phát ra nhiều âm thanh hơn đáng kể so với những cây không bị căng thẳng.

Trong một bổ sung thú vị cho bài báo của họ, họ cũng bao gồm một đoạn ghi âm, được lấy mẫu xuống phạm vi âm thanh và tăng tốc. Kết quả là âm thanh “pop” có thể phân biệt được.

Âm thanh thực vật. Khait và cộng sự, CC BY-SA282 KB (Tải về)

 Số lượng cây con tăng lên khi tình trạng hạn hán gia tăng (trước khi bắt đầu giảm khi cây khô héo). Hơn nữa, âm thanh có thể được phát hiện từ khoảng cách 3-5 mét – cho thấy tiềm năng giao tiếp tầm xa.

Nhưng điều gì thực sự gây ra những âm thanh này?

Mặc dù điều này vẫn chưa được xác nhận, nhưng những phát hiện của nhóm cho thấy rằng “sự xâm thực” ít nhất có thể chịu trách nhiệm một phần cho âm thanh. Cavitation là quá trình qua đó bong bóng khí nở ra và vỡ ra bên trong mô dẫn nước của cây, hay còn gọi là “xylem”. Lời giải thích này có ý nghĩa nếu chúng ta xem xét rằng căng thẳng hạn hán và việc chặt cây sẽ làm thay đổi động lực học của nước trong thân cây.

Bất kể cơ chế nào, có vẻ như âm thanh do thực vật bị căng thẳng tạo ra đều mang tính thông tin. Sử dụng các thuật toán học máy, các nhà nghiên cứu không chỉ phân biệt được loài nào tạo ra âm thanh mà còn phân biệt được loại căng thẳng mà loài đó đang phải chịu đựng.

Bây giờ chúng ta có bằng chứng nghiên cứu đầu tiên rằng thực vật có thể tạo ra âm thanh trong không khí, nghe được cách xa vài mét. Shutterstock

Vẫn còn phải xem liệu và bằng cách nào những tín hiệu âm thanh này có thể liên quan đến giao tiếp giữa cây với cây hoặc giao tiếp giữa cây với môi trường.

Nghiên cứu cho đến nay vẫn chưa phát hiện được bất kỳ âm thanh nào từ thân gỗ của các loài thân gỗ (bao gồm nhiều loài thân gỗ), mặc dù chúng có thể phát hiện âm thanh từ các phần không phải gỗ của cây nho (một loài thân gỗ).

Nó có thể có ý nghĩa gì đối với hệ sinh thái và chúng ta?

Thật hấp dẫn khi suy đoán những âm thanh trong không khí này có thể giúp thực vật truyền đạt căng thẳng của chúng một cách rộng rãi hơn. Liệu hình thức giao tiếp này có thể giúp thực vật, và có lẽ là các hệ sinh thái rộng lớn hơn, thích nghi tốt hơn với sự thay đổi?

Hoặc có lẽ âm thanh được sử dụng bởi các sinh vật khác để phát hiện tình trạng sức khỏe của thực vật. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng bướm đêm, ví dụ, nghe thấy trong phạm vi siêu âm và đẻ trứng trên lá.

Sau đó, có câu hỏi liệu những phát hiện như vậy có thể giúp ích cho việc sản xuất lương thực trong tương lai hay không. Các Nhu cầu toàn cầu cho thực phẩm sẽ chỉ tăng lên. Điều chỉnh việc sử dụng nước sao cho phù hợp với từng loại cây trồng hoặc các khu vực đồng ruộng gây ra “tiếng ồn” nhất có thể giúp chúng ta tăng cường sản xuất bền vững hơn và giảm thiểu chất thải.

Đối với cá nhân tôi, nếu ai đó có thể đưa micrô cho miếng rau bị bỏ quên của tôi và gửi thông báo đến điện thoại của tôi, điều đó sẽ được đánh giá cao!

Lưu ý

Alice Hayward, Nhà sinh học phân tử, Đại học Queensland

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

ing