首次證實(shí)植物能感知雨聲 聲音加速種子生長(zhǎng)。一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),植物能夠感知雨聲。美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn),有些種子可能會(huì)因雨聲而活躍起來(lái)。在對(duì)稻種的實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),下落雨滴的聲音能有效喚醒種子,使其從休眠狀態(tài)中恢復(fù),比未受同樣聲音振動(dòng)的種子更快發(fā)芽。這項(xiàng)研究成果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》,首次直接證明植物種子和幼苗能夠感知自然界中的聲音。
研究團(tuán)隊(duì)提出了一種假說(shuō)來(lái)解釋種子可能的感知機(jī)制。他們認(rèn)為,當(dāng)雨滴擊中小水坑或地面時(shí),會(huì)產(chǎn)生聲波,使周?chē)h(huán)境振動(dòng),包括淺水中的種子。這些振動(dòng)可能足以使種子內(nèi)的“平衡石”發(fā)生移位(平衡石是種子某些細(xì)胞中感知重力的微小細(xì)胞器)。當(dāng)這些平衡石受到擾動(dòng)時(shí),它們的運(yùn)動(dòng)會(huì)成為種子和幼苗生長(zhǎng)發(fā)芽的信號(hào)。
研究人員用稻種進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),將約8000顆稻種分別浸沒(méi)在淺水槽中,并使其中一部分種子暴露于滴水的聲音中。種子放置位置距離下落水滴足夠遠(yuǎn),以確保只有聲波能到達(dá)種子。研究人員改變了每滴水滴的大小和下落高度,模擬不同強(qiáng)度的降雨。他們還使用水聽(tīng)器測(cè)量了水滴在水下產(chǎn)生的聲學(xué)振動(dòng),并與野外記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,證實(shí)實(shí)驗(yàn)室中的水滴產(chǎn)生的雨致聲學(xué)振動(dòng)與自然界中的一致。
觀(guān)察過(guò)程中,研究人員發(fā)現(xiàn),暴露于水滴聲音中的種子組比未暴露于雨聲但在完全相同條件下的種子組,發(fā)芽速度快30%至40%。離水面更近的種子能夠更好地感知水滴的聲音并生長(zhǎng)得更快。這表明水滴的聲音與種子的生長(zhǎng)能力之間存在聯(lián)系。能夠感知雨聲的種子可能具有生物學(xué)優(yōu)勢(shì):如果它們離水面足夠近,能夠?qū)τ曷曌龀龇磻?yīng),那么它們很可能正處于最佳深度,可以吸收水分并安全地生長(zhǎng)到水面。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了計(jì)算,確定水滴的物理振動(dòng)是否足以擾動(dòng)種子中微小的平衡石。通過(guò)考慮雨滴的大小和終端速度,計(jì)算出雨滴產(chǎn)生的聲振動(dòng)振幅,他們確定了這些在水或土壤中的振動(dòng)能在多大程度上使浸沒(méi)或埋藏的種子發(fā)生位移或搖晃,以及種子的搖晃如何影響單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的微小平衡石。最終,實(shí)驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果一致:雨聲確實(shí)能夠擾動(dòng)種子的平衡石。這一機(jī)制很可能是植物“感知”雨聲并隨之生長(zhǎng)的根本原因。