Wenn ein Baum in einen Wald fällt, kann es ein anderer Baum hören? Es wird viel über die Reaktionen von Pflanzen auf Lärm gesagt, aber manchmal kann es irreführend sein. Forscher fanden heraus, dass Bäume lautere Lebensräume meiden. Der Grund war jedoch nicht, dass die Bäume den Lärm hören konnten, es war, weil die Tiere, die ihre Samen trugen, es konnten. Die Tiere mieden den Lärm, und so wuchs die nächste Baumgeneration in ruhigeren Gegenden, was den Eindruck erweckte, die Pflanzen würden reagieren. Obwohl es also viel zu erforschen gibt über die Wechselwirkung zwischen Geräuschen und Pflanzen, ist es nicht immer eine einfache Beziehung.

In jüngerer Zeit Gagliano und Kollegen fanden heraus, dass die Wurzeln von Erbsen Wasser allein anhand von Geräuschen orten konnten. Gaglianos Team kontrollierte den offensichtlichen Hinweis – Feuchtigkeitsgradient – ​​und testete auch die Wurzeln mit Aufnahmen von Wasser und weißem Rauschen. Interessant, Die Autoren berichten, dass die Wurzeln zwar vom Geräusch fließenden Wassers angezogen wurden, sie aber von Aufnahmen des Geräuschs fließenden Wassers abgestoßen wurden. Das ist ein Rätsel, zeigt aber auch, dass sie nicht selektiv Beweise melden, um ihre Hypothese zu untermauern. Sie fanden auch heraus, dass ein Feuchtigkeitsgradient Vorrang vor allen akustischen Hinweisen hatte. Ihre Arbeit wurde in der Forschung von anderen Wissenschaftlern zitiert ArabiDopsis und andere Pflanzen.

Während der Vorschlag, Wurzeln zu hören, ein neuartiger Vorschlag ist, zeigen die Experimente, warum dies bisher niemand zeigen konnte. Es gibt auch einen klaren Vorteil für die Fitness einer Pflanze, um zu hören. Meine einzige Sorge ist, dass der Test bei 105 dB lag. Diese Intensität erscheint mir laut, aber ich bin mit Geräuschen in Bodenumgebungen nicht vertraut. Auch wenn dies zu laut ist, um in natürlichen Umgebungen von Nutzen zu sein, gibt es immer noch eine Menge zu erklären, warum die Wurzeln auf den Klang reagieren.

Über Weihnachten wurden ein paar Artikel über Geräusche und Pflanzen an bioRxiv gesendet. Ed Yong hat einen ausgezeichneten Artikel über die beiden Zeitungen geschrieben, einschließlich der Einschränkung, dass es sich um Vorabdrucke handelt.

Das Papier Blumen reagieren innerhalb von Minuten auf Bestäubergeräusche, indem sie die Zuckerkonzentration des Nektars erhöhen von Veits und Kollegen hat mich interessiert, da es eine sorgfältige Überlegung gibt, wie ein Bestäuber klingt. Es wurden unterschiedliche Frequenzen und Intensitäten verwendet. Eine Biene, die über einer Blume schwebt, wurde als 75 dB und niedriger als 95 dB angesehen. Dieses Geräusch erschien mir auch laut, aber die Erinnerung an das Geräusch, das eine Fliege macht, wenn sie in dein Ohr summt, brachte mich zum Nachdenken. Die Frequenz einer Biene oder Motte ist ein schwieriger zu reproduzierender Ton. Welche Art von Bestäuber verwenden Sie und welche Frequenzen sind wichtig? Während ich also die Bedeutung eines „realen“ Klangs wie eines Summens sehe, gefällt mir auch, dass die Experimente auch mit einfachen Tönen durchgeführt wurden, mit einem tiefen Ton von 1 kHz, einem mittleren Ton von 35 kHz und einem hohen Ton von 160 kHz.

Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung der Intensität, der Quelle muss in der Nähe sein, und der Häufigkeit. Die Spitzenantwort scheint bei etwa 1 kHz zu liegen. Ed Yong zitiert Heidi Appel in einem Absatz seiner Geschichte:

Entscheidend ist, sagt sie, dass die Studie „ökologisch relevant“ ist – das heißt, es handelt sich um ein Geräusch (Bienensummen) und eine Reaktion (Nektarsüßung), die für die Pflanze tatsächlich wichtig sind. Es ist weit entfernt von früheren Studien, die zeigten, dass Pflanzen auf Geräusche reagieren, denen sie normalerweise nie begegnen würden, wie z. B. klassische Musik, und zwar auf eine Weise, die schwer zu interpretieren ist (bestimmte Gene können ein- oder ausgeschaltet werden, aber zu welchem ​​​​Zweck?).

In der Dezemberausgabe von wurde ein Artikel veröffentlicht Annals of Botany, und obwohl mir vieles darin gefallen hat, war diese Frage zu welchem ​​Ende? störte mich. Das Papier ist Untersuchung der klangmodulierten Verzögerung bei der Tomatenreifung durch Expressionsanalyse von kodierenden und nicht-kodierenden RNAs von Kim et al. Die Autoren fanden heraus, dass Tomaten nur sechs Stunden lang Schall ausgesetzt werden, um die Reifung der Früchte zu verzögern. Ich wollte nicht verstehen, warum eine Pflanze so auf Geräusche reagiert, aber der Artikel hat mir sehr gut gefallen. Dieses Papier, das vor dem Veits-Vorabdruck herauskam, belässt „Sound“ auch nicht als vagen Begriff, Kims Team ist sich sehr darüber im Klaren, was Sound bedeutet. Das andere war die Expressionsanalyse.

Eine Pflanze hat Gene, aber das ist nicht die ganze Geschichte – es kommt darauf an, wie sie diese Gene ausdrückt. Kim und Kollegen wollten nicht nur sehen, ob der Ton die Reifung verzögert. Wenn ja, wollten sie wissen, was los war. Sie fanden heraus, dass der Ton die Genexpression veränderte, insbesondere Gene, die an Pflanzenhormon- und Zellwandmodifikationsprozessen beteiligt sind. „Die Ethylen- und Cytokinin-Biosynthese und signalbezogene Gene wurden durch Schallvibrationsbehandlung herunterreguliert, während Gene, die an der Flavonoid-, Phenylpropanoid- und Glucan-Biosynthese beteiligt sind, hochreguliert wurden.“

Aber warum sollte Sound diese Wirkung haben? Der fragliche Ton ist ein Ton mit 80 dB am Lautsprecher in einer schallisolierten Wachstumskammer. Die Frequenz beträgt 1kHz. Mit anderen Worten, derselbe Ton, den das Tel-Aviv-Team verwendet hat, um Blumen zu untersuchen, wirkt sich auch auf Früchte aus. So wie der Ton mehr als einen Effekt hat, gilt dies auch für die Chemikalien, die das Kim-Papier identifiziert.

Das Hormon, das mir sofort ins Auge sprang, war Ethylen. Ethylen hilft beim Reifen von Früchten, aber das ist noch nicht alles. Gärtner können Ethylen als lästig empfinden, weil es kann dazu führen, dass Blumen absterben. Es könnte ein ziemlicher Vorteil für die Fitness sein, wenn das Summen einer Biene die Ethylenproduktion reduziert, da es signalisieren würde, dass es immer noch Bestäuber gibt und es sich lohnt, eine Blumenausstellung am Laufen zu halten. Wenn keine Bestäuber in der Nähe sind, dann sind Blumen teure Organe, und es ist zum Vorteil der Pflanze, sie zu verlieren.

Betrachtet man, was die Pflanze vermehrt, Flavonoid, Phenylpropanoid und Glucane, gibt es mögliche Vorteile für Blumen, mehr davon zu produzieren. Flavonoide sind oft Pigmente in Blumen, obwohl sie auch andere Funktionen haben. Haben auch viele Funktionen, einschließlich Pigmente und Duft in Blumen. Glukane können eine Rolle spielen, indem sie dem Pollenschlauch den Zugang zur Eizelle ermöglichen, was praktisch ist, wenn Sie wissen, dass frischer Pollen ankommt.

Hormone sind oft multifunktional, daher besteht die Gefahr, dass das Heraussuchen einiger Wirkungen und das Ignorieren anderer ein bisschen wie das Erkennen von Mustern in Wolken ist. Wenn Sie es nicht erraten haben, was ich hier sage, ist sehr spekulativ, aber Kims Team hat herausgefunden, dass ein 1-kHz-Ton die Genexpression in einer Weise verändern kann, die der Blütenpracht zugute kommen könnte. Sobald die Präsentation vorbei ist und die Blume zur Frucht wird, ist die genetische und hormonelle Maschinerie immer noch vorhanden und kann verwendet werden, um die Reifung zu verzögern. Das könnte bedeuten, dass Pflanzen das Gerät nach der Blüte nicht abgebaut haben, weil es nie wieder ausgelöst wird und daher nie ein Problem darstellt.

Kim et al. zitieren Unterstützung für die Idee einer Art allgemeiner Reaktion auf Geräusche in ihrem Artikel, wobei sie sich auf Chuanren beziehen et al. ist in Arbeit keimen Echinacea angustifolia Saatgut. Diese Autoren fanden heraus, dass ein 100-dB-Ton beim Keimen ruhender Samen helfen könnte, wenn die Frequenz bei 1000 Hz lag, was dem gleichen 1-kHz-Ton entspricht.

Es scheint, dass die Reaktion einer Pflanze auf einen 1-kHz-Ton kompliziert und, wenn Veits und Kollegen recht haben, schnell ist. Es wäre interessant zu sehen, ob die Genexpression im Laufe der Zeit verfolgt werden könnte, um zu sehen, ob es sowohl kurzfristige als auch langfristige Reaktionen gibt und wie sie interagieren. Mich würde auch interessieren, ob die Ethylenproduktion reduziert wird, wenn eine Pflanze als Reaktion auf das Summen blüht.

Um auf Gaglianos Arbeit zurückzukommen, gibt es das Problem, dass fließendes Wasser keinen reinen Ton hat. Es ist laut, aber was für ein Geräusch? Weißes Rauschen ist Rauschen, das über alle Frequenzen hinweg gleichmäßig ist, das typische statische Zischen, das man bei einem nicht abgestimmten Radio bekommt, und es ist das Rauschen, das in der Gagliano-Veröffentlichung verwendet wird. Es gibt andere Farben des Rauschens. Rosa Rauschen ist wie weißes Rauschen, mit einer Tendenz zu niedrigeren Frequenzen, da das menschliche Ohr unterschiedliche Frequenzen hört. Eine Variante des rosa Rauschens ist braunes oder rotes Rauschen. Dies hat eine größere Tendenz zu niedrigeren Frequenzen und es könnte Ihnen bekannt vorkommen.

Es könnte interessant sein, Gaglianos Experiment mit verschiedenen Rauschfarben zu wiederholen. blauen und ViolettWenn eine Tendenz zu Braun vorliegt und diese in der Genexpression nachvollzogen werden kann, dann könnte dies ein weiterer Beleg für eine Reaktion der Pflanze auf niederfrequente Töne sein.