النباتات المجهدة “تصرخ” وتبدو مثل فرقعة فقاعات التغليف
توصلت دراسة إلى أن النباتات عندما تُحرم من الماء أو تقطع بالمقص تنبعث منها موجة من “صرخات” متقطعة عالية التردد لا يستطيع البشر سماعها. عندما يتم خفضها إلى نطاق يمكن أن تكتشفه آذان الإنسان ، فإن أصوات الملوثات العضوية الثابتة التي يسببها الإجهاد تبدو وكأنها شخص ينقر بشراسة عبر مجال لف الفقاعات.
على الرغم من أن البشر لا يستطيعون سماع أصوات الملوثات العضوية الثابتة بالموجات فوق الصوتية دون مساعدة تقنية ، إلا أن العديد من الثدييات والحشرات وحتى النباتات الأخرى قد تكون قادرة على اكتشاف هذه الضوضاء في البرية والاستجابة لها ، حسبما أفاد باحثون يوم الخميس (30 مارس) في المجلة. خلية (يفتح في علامة تبويب جديدة). (نفس الشيء شارك الباحثون لأول مرة اكتشافهم للنباتات المنبثقة في عام 2019 على bioRxiv قاعدة بيانات ما قبل الطباعة ، ولكن تمت مراجعة العمل الآن من قبل الأقران.)
يقترح العلماء أنه في المستقبل ، يمكن للبشر تسخير أجهزة التسجيل والذكاء الاصطناعي (AI) لمراقبة المحاصيل بحثًا عن علامات الجفاف أو المرض.
كشفت الأبحاث السابقة أن النباتات المجهدة بالجفاف تخضع لعملية تسمى التجويف – حيث تتشكل فقاعات الهواء وتنهار داخل أنسجة الأوعية الدموية للنبات – مما ينتج عنه صوت طقطقة يمكن الكشف عنها عن طريق أجهزة التسجيل الملحقة بالمصنع (يفتح في علامة تبويب جديدة). لكن لم يتضح ما إذا كان من الممكن سماع مثل هذه الأصوات الطقطقة عن بعد ، كما كتب المؤلفون في Cell.
متعلق ب: نبات “فانوس خرافي” من عالم آخر ، يُفترض أنه منقرض ، ينبثق من أرض الغابة في اليابان
لذلك قام الفريق بإعداد ميكروفونات بالقرب من الطماطم الصحية والمجهدة (Solanum lycopersicum) والتبغ (نيكوتيانا تاباكوم) النباتات ، سواء في صندوق عازل للصوت أو في بيئة الدفيئة. كانت النباتات المجهدة إما مجففة أو تم قص سيقانها. سجل الفريق أيضًا أوانيًا بها تربة فقط ، للتحقق من أن التربة وحدها لم تصدر أي أصوات. (وجدوا أنه لم يحدث.)
في المتوسط ، تطلق النباتات الصحية أقل من قطعة واحدة في الساعة ، لكن النباتات المجهدة تنبعث منها حوالي 11 إلى 35 ، اعتمادًا على نوع النبات والضغط. كانت نباتات الطماطم المجهدة بالجفاف هي الأكثر ضوضاءً ، حيث أصدرت بعض النباتات أكثر من 40 ملوثًا ضوئيًا في الساعة.
قام الفريق بتغذية هذه التسجيلات في خوارزمية التعلم الآلي – وهو نظام ذكاء اصطناعي يستخدم لتحديد الأنماط في البيانات – ووجد أن الخوارزمية المدربة حققت نسبة نجاح تصل إلى 70٪ في تمييز الأصوات الصادرة عن نباتات مختلفة تتعرض لضغوط مختلفة. قاموا بتدريب نظام ذكاء اصطناعي آخر للتمييز بين الطماطم المجهدة بالجفاف والطماطم الصحية في دفيئة بدقة تزيد عن 80 ٪. يمكن لنموذج آخر تحديد مرحلة الجفاف التي كانت فيها النبتة بدقة تصل إلى 80٪.
في تجارب إضافية ، نجح الفريق في تسجيل الأصوات من نباتات الطماطم المريضة المصابة بفيروس فسيفساء التبغ ، والتقط صرخات عدد كبير من النباتات المجهدة الأخرى ، مثل القمح (Triticum aestivum)، حبوب ذرة (زيا ميس) ونبات الصبار (Mammillaria spinosissima).
على الرغم من أن الباحثين جمعوا هذه التسجيلات عن طريق وضع الميكروفونات على بعد حوالي 4 بوصات (10 سم) من النباتات ، فإنهم يقترحون أن هذه الأصوات فوق الصوتية يمكن أن تسمعها الثدييات والحشرات ذات السمع الجيد من 9.8 إلى 16.4 قدمًا (3 إلى 5 أمتار). .
كتب مؤلفو الدراسة: “يمكن لهذه النتائج أن تغير الطريقة التي نفكر بها حول المملكة النباتية ، والتي كانت تعتبر شبه صامتة حتى الآن”.
