研究发现植物也会说话 植物的声音是什么样的

听，这段声音你耳熟吗?有点像是戳破泡沫包装的一个个小泡泡，又有点像爆米花在锅里依次崩开……但正如标题剧透的那样，发出这段声音的，其实是看似缄默不言的植物。

本周，《细胞》杂志的一项研究揭开了这个被植物隐藏至今的秘密。受到压力时，植物也会“说话”——它们产生的振动能通过空气传播，发出的音量甚至与人类说话相当。当然，由于频率过高，这些超声波无法被人耳直接听见，上面这段音频也是经过降频处理的产物。但不少昆虫，蝙蝠、老鼠等哺乳动物以及其他植物都能听见植物的“呼唤”。

也许，就在我们的眼皮底下，这些生命不停地用声音进行着关于生存与演化的秘密交流。

科学家已经观察到，植物在受到压力时，会表现出一系列变化：它们可以改变颜色与形态;还能释放挥发性有机化合物，向周围的同伴发出防御信号。此外，还有研究检测到植物也会产生振动。例如在干旱压力下，植物的木质部里出现气泡，气泡破裂时就会引起振动。但这类振动似乎仅局限在植物内部，从没有研究发现这些振动会通过空气传播，也就是形成被其他生物感知的声音。

在最新研究中，由以色列特拉维夫大学演化生物学家Lilach Hadany博士领导的研究团队结合实验室观测与人工智能分析，对这一问题展开了探索。

研究团队分别在安静的隔音室和相对嘈杂的温室中，使用麦克风对番茄和烟草植物可能发出的声波进行记录。为了尽可能提升结果的可信度，研究同时使用两支麦克风进行记录。它们被放置在距离植物10厘米的地方，可以记录20-250千赫兹(KHz)的声音——相比之下，人耳最高只能检测到16 KHz的声音，因此实验装置可以在人耳力所不及的超声波段进行探测。

研究团队设置未受压力的健康植物作为对照组，而实验组的植物又被分为两组，分别遭受不同的压力：几天不浇水的干旱压力，以及剪掉茎的生理损伤。

结果，麦克风记录下植物能够在20-100 KHz的频率范围内通过空气传播声音——正如开头听到的那样，类似于爆裂声或咔嗒声。这也是首次有研究发现植物能自主发声。

其中，压力是促使植物发声的主要因素。相比于无压力的健康植物，在压力下植物发出了明显更多的声音。压力下的植物每小时会随机发出30~50次这样的声音，相比之下，无压力植物平均一小时也发不出一声。“不受压力的情况下，这些番茄非常安静。” Hadany博士说。尽管麦克风距离植物只有10厘米，但结合麦克风记录的声压以及动物的听力阈值等因素，研究团队计算出，这些声音至少可以被3-5米外的动物听见。

伴随着压力的变化，植物发声频率的变化也得到展现。例如，缺水的植物在明显的干旱之前就开始出声，频率在5天后达到峰值;随后，植物逐渐干枯，声音也逐渐减少。而一旦具体到每小时的声音频率变化，我们会发现频率与植物的蒸腾速率有关。

除了这两种模式植物，研究还记录下玉米、小麦、普通、仙人掌等其他植物在遭受压力时，同样会发出声音。

在明确“听”见植物发出的声音后，接下来的问题自然是，这些声音是如何发出的?它们仅仅是无意义的信号，还是蕴藏了能够被其他动植物理解的信息?

对于第一个问题，这项研究尚且无法给出确切的解答，但提出了潜在的机制：正如过往研究观测到的那样，这些咔嗒声可能是植物的维管组织中气泡形成后破裂所发出的。一个支持性的证据是，植物导管直径更大时，其发声的频率较低。

而对于声音所蕴含的信息，这项研究也发现了一些线索。研究团队训练了一种机器学习算法，对麦克风记录的结果进行分析。结果，机器学习算法能精准区分出干旱植物、被剪切的植物以及健康植物所发出的声音;同样，来自番茄和烟草植物的声音也能被辨别出来。

因此研究团队猜想，对周围的其他生物来说，这些声音或许具有重要的生态和演化意义。例如对于与植物交互的动物，无论是想要吃掉植物的动物，还是打算在植物上产卵的飞蛾，有可能根据植物的声音来判断植物的健康状态，从而指导自己的行为。此外，其他植物也有可能从声音中获益：就像是接收到挥发性化学信号一样，植物或许也能从同伴的声音信号中读出潜在的危险，从而采取适应性举措。当然，还需要有更多深入研究来验证这些潜在的信号交流。

无论动植物界的秘密交流是怎样的，这项最新发现在人类的农业生产中可是有着巨大的应用潜力。例如，人们可以借助算法对植物进行“听诊”，从声音中辨别出植物的干旱等压力信息。以植物发声为起点，一条通往精准农业的道路曙光初现。

“在这项研究中，我们解决了一个非常古老的争论，证明了植物也可以传播声音，” Hadany博士说，“我们相信，只要有合适的工具，人类也可以利用这一信息，例如通过传感器告诉种植者作物何时需要浇水。显然，鲜花盛开的田园世界也可以是十分喧嚣的，只是我们听不见。”