Nghiên cứu cho thấy cây cối cũng biết “kêu than” như con người

Để nghiên cứu âm thanh trong không khí của thực vật, các nhà nghiên cứu đã xây dựng một hệ thống ghi âm riêng biệt và thuật toán giúp phân tích dữ liệu từ âm thanh thu được. (Nguồn: Kie-Ker.)

Trong nghiên cứu mới đây, các nhà sinh vật học tại Đại học Tel Aviv đã ghi lại âm thanh siêu âm do cây cà chua và cây thuốc lá phát ra bên trong buồng âm thanh và trong nhà kính, đồng thời theo dõi các thông số sinh lý của cây. Họ đã phát triển thành công thuật toán xác định tình trạng của cây chỉ bằng việc phân tích những âm thanh do chúng phát ra.

Tần số của những âm thanh này quá cao để tai người có thể phát hiện được, nhưng các sinh vật khác như côn trùng, động vật có vú và có thể cả các loài thực vật khác lại có thể dễ dàng nghe thấy.

Các loài cây sẽ những thay đổi đáng kể nhằm đối phó với trạng thái căng thẳng. Chúng thay đổi về cả màu sắc lẫn hình dạng so với những cây không bị căng thẳng. Đồng thời, cây cối cũng thải ra các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, ví dụ như khi gặp hạn hán hoặc các động vật ăn cỏ. Các hợp chất này cũng có thể ảnh hưởng đến các cây lân cận, dẫn đến việc tăng sức đề kháng ở những cây này.

Nhìn chung, thực vật đã được chứng minh là có thể tạo ra các tín hiệu thị giác, hóa học và xúc giác mà các sinh vật khác có thể phản ứng lại. Tuy nhiên, khả năng phát ra âm thanh trong của thực vật không khí vẫn chưa thể tìm hiểu đầy đủ.

Giáo sư Lilach Hadany của Đại học Tel Aviv, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Ngay cả trong một trường yên tĩnh, có những âm thanh mang thông tin mà chúng ta không thể nào nghe được. Có những loài động vật có thể nghe thấy những âm thanh này, nên có khả năng rằng trong không khí đã xảy ra rất nhiều tương tác giữa các âm thanh.”

Trong nghiên cứu của mình, Giáo sư Hadany và các đồng nghiệp đã sử dụng micro để ghi lại những cây cà chua và thuốc lá khi chúng khỏe mạnh và khi bị căng thẳng. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu sẽ thực hiện trong buồng cách âm, sau đó di chuyển ra môi trường nhà kính có nhiều tạp âm hơn.

Họ gây căng thẳng cho cây thông qua hai phương pháp: không tưới nước trong vài ngày và cắt thân cây. Sau khi ghi lại dữ liệu, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một thuật toán để phân biệt giữa thực vật khỏe mạnh, thực vật khát nước và thực vật bị cắt thân. Kết quả cho thấy những cây bị căng thẳng phát ra nhiều âm thanh hơn những cây không bị căng thẳng.

Khi ở trạng thái căng thẳng, cây sẽ phát ra âm thanh ngẫu nhiên giống như tiếng lốp bốp hoặc lách cách khoảng 30-50 lần trong một giờ ở tần số 40-80 kHz, còn cây không bị căng thẳng phát ra ít âm thanh hơn nhiều.

Các cây thiếu nước sẽ bắt đầu “kêu than” khi chúng không được tưới nước, và tần số âm thanh sẽ đạt cực đại sau 5 ngày thiếu nước trước khi giảm dần vì quá khô. Tùy theo nguyên nhân gây căng thẳng, các loại âm thanh phát ra cũng khác nhau.

Mặc dù nghiên cứu tập trung vào cây cà chua và cây thuốc lá vì chúng dễ trồng và tiêu chuẩn hóa trong phòng thí nghiệm, nhưng các nhà nghiên cứu cũng ghi nhận một loạt các loài thực vật khác. Giáo sư Hadany cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng nhiều loại cây - chẳng hạn như ngô, lúa mì, nho và cây xương rồng - phát ra âm thanh khi chúng bị căng thẳng.

Cơ chế chính xác đằng sau những tiếng ồn này vẫn chưa rõ ràng, nhưng các tác giả cho rằng đó có thể là do sự hình thành và vỡ các bong bóng khí trong hệ thống mạch máu của cây, một quá trình được gọi là tạo bọt khí.

Việc thực vật có tạo ra những âm thanh này để giao tiếp với các sinh vật khác hay không vẫn chưa rõ ràng, nhưng thực tế là những âm thanh này tồn tại có ý nghĩa sinh thái và tiến hóa lớn.

Giáo sư Hadany cho biết: “Có thể các sinh vật khác đã tiến hóa để nghe và phản ứng với những âm thanh này.Ví dụ, một con sâu bướm có ý định đẻ trứng trên cây hoặc một con vật có ý định ăn thực vật có thể sử dụng âm thanh để giúp định hướng quyết định của chúng.”