科技日報(bào)北京3月30日電?(記者張佳欣)學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》30日發(fā)表了一項(xiàng)全球突破:以色列特拉維夫大學(xué)研究人員首次錄制并分析了植物發(fā)出的清晰聲音,類似于爆米花爆裂的咔嗒聲,發(fā)出的音量類似于人類的語音,但頻率很高,超出了人耳的聽力范圍。此前研究曾記錄了植物的超聲波振動(dòng),但這次研究提供了植物聲音空氣傳播的第一個(gè)證據(jù)。
研究人員發(fā)現(xiàn),植物在受到壓力時(shí)通常會(huì)發(fā)出聲音,而且每種植物和每種類型的壓力都與一種特定的可識(shí)別聲音有關(guān)。雖然人類的耳朵聽不到植物發(fā)出的聲音,但各種動(dòng)物,如蝙蝠、老鼠和昆蟲,都可能聽到植物發(fā)出的聲音。
在研究的第一階段,研究人員將植物放置在一個(gè)安靜的、沒有背景噪音的地下室的聲學(xué)箱里。超聲波麥克風(fēng)被安裝在距離每株植物約10厘米的地方,記錄的頻率為20—250千赫(成年人檢測到的聲音最大頻率約為16千赫)。這項(xiàng)研究主要集中在西紅柿和煙草上,但也記錄了小麥、玉米、仙人掌和天竺葵等植物。
研究人員表示,在將植物放入聲學(xué)箱之前,對它們進(jìn)行了各種處理:有些植物已5天沒有澆水,有些植物的莖被切掉,有些植物則沒有被“動(dòng)手腳”。研究目的是測試植物是否會(huì)發(fā)出聲音,以及這些聲音是否會(huì)受植物狀況的影響。錄音顯示,實(shí)驗(yàn)中的植物發(fā)出聲音的頻率為40—80千赫。未受壓力的植物平均每小時(shí)發(fā)出的聲音不到一種,而受到壓力的植物,無論是脫水還是受傷,每小時(shí)都會(huì)發(fā)出數(shù)十種聲音。
專門開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析了錄音。這些算法學(xué)會(huì)了如何區(qū)分不同的植物和不同類型的聲音,最終能夠識(shí)別植物,并從錄音中確定壓力的類型和水平。此外,即使植物被放置在背景噪音很大的溫室里,算法也能識(shí)別和分類植物的聲音。
在溫室里,研究人員監(jiān)測了植物隨著時(shí)間的推移受到脫水過程的影響,發(fā)現(xiàn)它們發(fā)出的聲音數(shù)量增加到一定的峰值,然后減少。這些發(fā)現(xiàn)表明,人類周圍的世界充滿了植物的聲音,這些聲音包含著關(guān)于缺水或受傷等信息。
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