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植物受壓或受傷會發出聲響 但誰會聽到?

著名英國生物學家達爾文(Charles Darwin)在1897年出版的《植物運動的力量》(The Power of Movement in Plants)中提出了一種假說:植物雖然不能自行移動,但根部會根據光線、水源和重力等環境因素朝某個方向生長,植物接受刺激分和作出反應的部位是不同的。

以色列研究團隊今年3月底在學術期刊《細胞》(Cell)發表了一項研究,證實植物遇上危機或受到壓力,例如是遭切割或缺水時,更會發出聲響,只要人類仔細聆聽,可能聽到這些尖銳和嘈雜的聲音。

這項研究由特拉維夫大學植物科學和糧食安全學院(School of Plant Sciences and Food Security)的利萊‧哈達尼(Lilach Hadany)和腦科學學院(School of Neuroscience)的尤西‧約維爾(Yossi Yove)聯合撰寫。哈達尼說: 「當植物狀態良好時,每小時會發聲一次,但當遇上壓力時,每小時會發聲30至50次。」

特拉維夫大學研究人員設置了一批隔音效果良好的箱子,將烟草和番茄植株放入其中,用能探測超聲波的麥克風錄下這兩種植物可能發出的聲響。將番茄與煙草分成三組:「乾旱組」(幾天未有澆水)、「切莖組」(剪掉了莖的)和「對照組」(不受壓力地生長)。

結果發現,「乾旱組」的番茄和煙草每小時分別發聲35次和11次;「切莖組」每小時發出聲音25次和15次;「對照組」植物則「安静」得多,發出聲音的次數都是每小時少於1次。科學家又將番茄移至溫室中進行實驗,以測試在另一環境是否能辨識植物發出的聲音,其實驗結果與音箱實驗吻合。而且這些聲響可傳至3至5公尺的範圍。

然而,實驗結果顯示,這兩種植物發出的音頻太高,屬於超聲波,頻率高達40至80千赫,超出人類的聽力範圍。研究人員將這種超聲波壓縮轉換成人耳能聽到的聲音,發現聽起來好似爆谷爆破或是包裝氣泡膜被揑破的那種聲音。

一般正常人的耳朵能聽到20赫到20千赫頻率的聲音,但一些昆蟲如飛蛾、或體型較小的哺乳動物如老鼠等,應該可以聽到這些植物發出的聲音。

哈達尼的研究團隊也監測到其他植物,如小麥、粟米、寶蓋草(henbit ,又名蕁麻)和可供釀製紅酒的赤霞珠葡萄(Cabernet Sauvignon grapes)等同樣會發出聲音。

六年前,哈達尼用超聲波的麥克風,首次錄到由仙人掌發出的聲音,當時她未能確定這些聲響確實是由這棵仙人掌發出的,還是來自環境的。她於是設計了這個實驗來證實自己的假設。

除了發聲,哈達尼的研究團隊年前也發現,月見草(evening primroses)在聽見蜜蜂飛行的嗡嗡聲時,會提升花蜜的糖份,以吸引蜜蜂採蜜。

至於植物為什麼發出聲音,是純粹生理現象,還是用作彼此交流?一種解說是「空蝕現象」(Cavitation),指植物缺水時,木質部(xylem)的氣泡膨脹,因而產生聲音。瑞士洛桑大學的教授愛德華(Edward Farmer)說:「植物因壓力而發出聲音,極有可能是所謂的空蝕現象。」但他認為需要進一步作實驗證實。

美國加州大學大衛斯校區(University of California, Davis)昆蟲學教授理查德‧卡爾本(Richard Karban)研究草食動物和牠們的寄主植物(Host plants)間的互動。他說:「這項研究結果讓我們更深入認識植物對壓力作出的反應,是對這個領域的重要貢獻,我們明白到植物是可以作出複雜行為的生物。」

不過他認為,這些聲音不應該理解為植物通過發出聲音來主動作交流。

英國布里斯托大學生物科學學院生物納米學教授丹尼爾‧羅伯特(Daniel Robert)指出,雖然植物發出的聲音是被動的現象,但其他生物可以從聲音中得益,比如這些聲音可以向雌性飛蛾發出信息,表明某些番茄處於壓力之中,不適合在它上面產卵或覓食。

這研究也可作實際應用,將來農民可能聆聽到植物的聲音,了解植物需要甚麼。隨著氣候變化令更多地區面臨乾旱,這樣的技術顯得更加重要。

生物學家哈達尼更說,她現在對植物和花卉的看法不同了:「這裡有很多我們聽不到的歌曲。」

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