早在这项研究之前,科学界就曾多次留意到声音对植物的影响。有研究发明,给上海青播放古典音乐能促进发展,而摇滚乐则可能克制其发展,解释不合声源会对植物产生差别化感化。其他实验还注解,声音可以广泛影响植物行动:有的花朵会应用虫豸振翅时发出的特定音高来决定是否释放花粉;拟南芥和烟草在“听到”邻近植株被毛毛虫咀嚼时发出的声响后,会进步体内尼古丁等毒性物质含量,以加强防御才能。合成器发出的声调也被报道可促进绿豆、黄瓜以及水稻的种子萌发与幼苗发展。
与以往多应用扬声器播放电辅音不合,此次MIT团队选择了加倍接近天然情境的声源——降雨。他们起首测量了类似稻田浅水情况中雨滴落入水面时产生的声音。成果显示,这种声波的强度相当于有人在你耳边大年夜声呼叫呼唤,但频率范围多落在人耳难以听见的高低频段。随后,研究人员向装有稻米种子的浅水池中倾倒模仿降雨,并将其抽芽率与静水情况中的种子进行比较。实验发明,稍微的“细雨”对抽芽影响不大年夜,而较大年夜的雨声则明显进步了抽芽比例,最强烈的模仿暴雨前提下,抽芽率增幅跨越30%。
研究团队还从早期一项工作中找到关键线索。一项2002年的研究曾指出,无法合成淀粉的拟南芥突变体在受到振动时的反响方法与正常植株明显不合。声波本质上是经由过程气体、液体或固体传播的振动能量,会让诸如人类耳膜如许的构造随之震动,从而被我们感知为声音。MIT团队据此提出假设:植物或许须要具备合成淀粉的才能,才能“听见”声波。
顺着这个思路,研究人员将眼光锁定在植物细胞中一类名为“均衡石”(statolith)的构造上。均衡石一词源自希腊语“站立的石头”,是植物用来感知重力偏向的关键装配。在能感知重力的细胞内,布满了由高密度淀粉填充的小体,它们会在细胞内手下沉,经由过程与四周构造的接触和最终逗留地位,向植物“申报”哪个偏向是“向下”。研究人员对录制到的雨声若何感化于稻米种子中的均衡石进行了建模分析,发明这些声音足以让本来沉在细胞底部的一层均衡石像鼓面上的珠子一样被震起。在稍微雨声下,均衡石几乎不受影响;跟着雨势加强,它们被赓续抛起和加快活动,其行动与不雅察到的抽芽刺激效应相吻合。

模型还注解,这层均衡石在细胞底部的聚积状况在声波感化下会表示得近似液体,类似于儿童玩乐场中装满塑料球的球池。在这种情况下,声能会赓续搅动这层“液体”,有助于将化学旌旗灯号更有效地扩散到植物其他部位。前文提到的淀粉缺掉型拟南芥之所以难以对振动作出正常反响,很可能恰是因为它们无法制造均衡石所需的淀粉,导致这一感知体系无法运转。这注解,均衡石很可能是植物“听见”外界振动的一种重要机制。
跟着证据赓续累积,科学界广泛承认植物可以感知并回回声音这一事实。但这是否就意味着植物真的在“听”,亦等于否须要某种意识或心智来感知旌旗灯号,则仍存在争辩。植物与人类及大年夜多半动物不合,没有类似的神经体系和集中式大年夜脑。这些年,关于植物是否具备某种情势“智能”的争辩颇为激烈,一些研究者认为植物在必定程度上表示出智能行动,亦有人对此持否定立场。
支撑“植物智能”不雅点的证据之一来自2017年的一项研究:豌豆根系似乎可以或许在简单迷宫中沿着水流的声音“寻找”水源。另一项2016年的研究则声称,豌豆幼苗可以学会将电扇吹来的风向与光照偏向接洽起来,从而“预判”光源地点。在植物体内,人们也不雅测到了与动物神经旌旗灯号类似的电旌旗灯号,尽管这些旌旗灯号并非经由过程与神经体系完全对应的专门构造传播。在很多情况下,科学家尚不清楚这些电旌旗灯号的具体功能,这很可能是因为植物的反响方法并不老是直不雅可见。
已有的清楚例子包含:捕蝇草应用电旌旗灯号触发叶片敏捷闭归并随后“压碎”猎物;害羞草则经由过程电旌旗灯号在被触碰时敏捷合拢叶片。这些现象为一种更为“去中间化”的智能情势留下了想象空间,即信息处理和响应可能分布在全部植株体系中,而非集中于类似大年夜脑的单一构造。然而,要把这种分布式反响直接等同于具有人类意义上的“听觉”或“意识”,仍显果断。
在“听觉”问题之外,意识本身也为研究带来哲学层面的挑衅。关于意识的定义众说纷纷,不合巨大年夜。生物学家琳恩·马古利斯及其合作者多里安·萨根曾提出,在最基本的层面上,意识可以被懂得为对外部世界的一种发觉。假如以此为标准,那么所有要在情况中生计并作出响应的物种大年夜概都必须具备某种情势的意识,只不过其复杂程度与具体表示方法千差万别。
或许,稻米幼苗所“感知”的世界与人类经验已经相去甚远,以至于我们难以真正懂得它们若何“体验”声波。但从MIT这项研究和既有证据来看,说它们在某种意义上“听见”了雨声,生怕并非毫无根据的比方。

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