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植物也能“说”话吗?新研究发现植物也能发声

日期: 来源:中国科普博览收集编辑:中国科普博览

“虞美人草,独茎,三叶,叶如决明,一叶在茎端,两叶在茎之半,相对而生。人或近之,抵掌讴曲,叶动如舞,故又名舞草,出雅州。”

——《酉阳杂俎》

西楚霸王项羽和虞姬的故事大家想必都耳熟能详,在项羽乌江自刎后,虞姬选择了随项羽而去。但这并不是故事的终结,而是传说的开始…

根据《情史·情贞类》的记载:虞姬在和歌自刎之后,其葬处生草能舞,人呼为虞美人草。唐人段成式甚至在其所著的《酉阳杂俎》描述了虞美人草在听到乐曲后叶片随之起舞的场景。

虞姬墓(图片来源:veer图库)

不过,这着实让人感到有些不可思议,植物居然能听懂乐曲并做出反应?

这是真的吗?

闻曲而舞的“舞草”

在人们的印象中,植物和这个充斥着声音的世界仿佛是“割裂”的,它们一直保持着沉默,既不发出一言一语,也不会对外界的声音做出回应。

但这也并非绝对,诸多古籍都记载了虞美人草闻歌而舞的现象。

除了前述的《酉阳杂俎》,宋代的《益州草木记》、《贾氏谈录》同样记载了虞美人草的神奇之处。只是在这两本古籍中,虞美人草被宣传地更加神乎其神,从闻曲而舞变成了只会回应《虞美人曲》,甚至在听到《虞美人曲》后还会像人一样鼓掌。例如,《贾氏谈录》中便有这样的介绍:“褒斜山谷中有虞美人草,状如鸡冠,大叶相对,歌唱虞美人曲,则两叶如人拊掌之状,颇中节”。

野外的虞美人,但与虞姬化身的虞美人草大概不是一个物种(图片来源:wikipedia)

这样的描述不禁让人产生怀疑,虞美人草竟然这么具有灵性吗?

对此,高邮人桑景舒做了个“实验”,发现虞美人草并不是只会随着《虞美人曲》起舞。沈括在《梦溪笔谈》中描述了桑景舒的“实验过程”:桑景舒在虞美人草前演奏其他曲子,即便声调不同,但只要音律相似,虞美人草同样会闻声起舞。

不过,不管虞美人草是不是只会随着《虞美人曲》起舞,古籍中记载的虞美人草,大概率不是现在人们所熟知的虞美人,而是另外一种植物——舞草(Codoriocalyx motorius)。

根据《酉阳杂俎》的记载,“舞草,独茎三叶,一叶在茎端,两叶居茎之半相对”,这与植物学家们对舞草的描述颇为相似:“叶为复叶,有三片小叶组成”。

舞草(图片来源:wikipedia)

大家仔细观察上图,不难发现舞草的叶片由3片小叶组成,两侧的小叶很小,长度只有1.5~2厘米,而中间的小叶则较大,长度可达10厘米。

而舞草的“舞姿”也与前述古籍中描述的颇为一致。根据相关记录,舞草叶片中的两片较小的小叶可以随着音乐转动,时而向上合拢,仿佛在鼓掌欢迎人们的到来;时而一片向上、一片向下,好似在随风而舞,令人赏心悦目。

不过,舞草为什么能够对声音产生反应还不得而知,人们只知道一定节奏、节律、强度下的声波可以让舞草翩翩起舞。

事实上,除了能对声音产生响应,科学家们还发现,植物其实真的会“说话”。

可别不信,植物真的会“说”话

植物会“说”话吗?植物之间会“交流”吗?相信许多人都思考过类似的问题。虽然人们在平时里基本上听不到植物之间的交流,但这并不代表植物不会说话,其实植物之间可能一直在窃窃私语,只是我们听不到它们的对话而已……

(图片来源:veer图库)

最近,一项发表在期刊《细胞》上的研究表明:当植物受到胁迫时,便会发出特有的声音。不过,这种声音的频率很高,咱们并不能直接听见,但是并不妨碍科学家们用仪器记录下植物在面对压力时的“尖叫”。

科学家们记录并辨别植物发出的声音(图片来源:参考文献[1])

根据这项最新的研究,以色列特拉维夫大学的进化生物学家和她的团队用实验证明了植物能够发出声音。科学家们为了可以“听到”植物发出的声音,在安静的地下环境中创建了一个吸声室,在吸声室中,他们通过仪器捕捉到了植物们在收到胁迫时发出的声音——一种类似气泡膜破裂的响声

 

(音频来源:参考文献[1])

总的来说,不同植物发出声音的频次并不相同。具体而言,番茄植株在受到胁迫时,每小时发出声音的次数是烟草的两到三倍:在缺水时,烟草植株每小时发出声响约11次,番茄植株则超过30次。

不仅如此,同种植物对于不同的胁迫甚至还能发出不同频次的声响:缺水时,番茄植株每小时可以发出约35次声响,而茎部被切断的番茄要稍微安静一点,每小时发出的声响大约为25次。

相比于这些在胁迫状态下的植株,正常状态下的植株每小时大约只发出1次声响,堪称安安静静的美植株了。

除了烟草和番茄,研究人员还在玉米、小麦、葡萄等作物中也观察到了类似的现象。这表明植物受胁迫而发声并不只是个例,而是在植物中广泛存在。

大家可能想不到吧,仙人掌也可以发出声音~研究人员用仪器记录仙人掌发出的声音(图片来源:参考文献[1])

有些朋友可能要说了,植物可以发出声音好像也不是什么新鲜事吧。

确实,在早先的研究中,科学家们就已经发现一些植物,比如松树,可以发出声音。但在先前的研究中,研究人员通过将传感器直接与植物接触来记录植物的振动发声。

而这项最新的研究则发现,植物发出的声音可以在空中传播,至少可以被3-5米外的动物听见,这表明植物发出声音可能是为了和同类或者其他生物进行交流。

不过,截至目前,科学家们也只是推测植物发出的声音是由其维管系统中的气泡的形成和破裂而产生的,植物发声的具体机制仍不得而知。

探寻植物的“秘密生活”

1973年,一本名为《植物的秘密生活》的“科普书”在大众间流行开来,这本书充满了“奇思妙想”,作者认为植物是会交流的生物,能听会说,甚至还热爱音乐…

植物的秘密生活(图片来源:wikipedia)

尽管作者似乎对许多事实视若无睹,但这本书却在当年大获成功。人们会自然而然地同植物交谈,甚至还有人创作了专门给植物聆听的音乐专辑——Mother Earth's Plantasia。

然而好景不长,随着越来越多的科学家开始批评这本“科普书”,人们开始对前述的那些“奇思妙想”产生了怀疑。曾经脍炙人口的谈资在短短时间里沦为了人人喊打的伪科学,人们不再谈论植物间的交流,似乎“呆头呆脑”才是植物应有的模样。

时至今日,虽然该书中的一些内容确实有待商榷,但是越来越多的证据表明,植物确实可以与昆虫以及许多其他生物进行各式各样的“互动”。而植物发出的信息,如声音、振动开始被用于实际的生产生活当中,人们从声音中辨别出植物是否缺水,从而做到精准灌溉。

(图片来源:参考文献[2])

毫无疑问,伴随着科学家们对植物“语言”的解读,人们开始有机会更加深入地了解植物。或许有一天,当我们徜徉花海,不仅可以看到鲜花争奇斗艳,还可以听到植物窃窃私语,真正走进植物的秘密世界。

参考文献:

[1] Khait, I., Lewin-Epstein, O., Sharon, R., Saban, K., Perelman, R., Boonman, A., ... & Hadany, L. (2018). Plants emit informative airborne sounds under stress. Biorxiv, 507590.

[2] 佚名. (1987). 根据植物发出的声音灌水. 内蒙古农业科技.

出品:科普中国

作者:EVEE(北京大学生命科学学院)

监制:中国科普博览

编辑:郭雅欣


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