يظهر اكتشاف اختراق أن العث تستمع إلى النباتات – وتجنب تلك الصاخبة

عندما يتم التأكيد على النبات ، فإنه لا يظل هادئًا حيال ذلك. لن تسمع صرخة المصنع لأنها في نطاق الموجات فوق الصوتية-عالية الدقة للغاية بالنسبة للأذنين البشرية-ولكن لعقود من الزمن ، كان العلماء يستخدمون أجهزة خاصة للاستماع إليها.

لأول مرة ، وثق فريق من الباحثين في إسرائيل أن الحشرات يمكن أن تسمع وتفسير إشارات الضائقة الصوتية للنباتات.

وقال مؤلف الدراسة الرئيسي ريا سيلتزر ، عالم الحشرات وطالب الدكتوراه في قسم علم الحيوان في جامعة تل أبيب في إسرائيل ، إن هذا الاكتشاف يعتمد على تسجيلات العمل السابقة لمجموعة الأبحاث التي تصنعها مصانع الطماطم والتبغ عندما يتم تجفيفها.

“الفرضية السائدة هي أن هذه الأصوات يتم إنتاجها كنتيجة للتغيرات في توازن المياه في النبات داخل أوعية إكسيليم” ، أخبرت خلايا النبات المتخصصة التي تحمل الماء والمواد المغذية من الجذور إلى الجذعية والأوراق CNN في رسالة بريد إلكتروني.

خلال فترات الإجهاد الناتجة عن نقص المياه ، تتشكل فقاعات الهواء ، وتوسع وتنهار في أنسجة إكسيليم. ينتج هذا التسلسل من الأحداث اهتزازات ، مما يولد أصواتًا تشبه النقرات كل بضع ثوانٍ قام الباحثون بقياسها في نطاق التردد الصوتي من حوالي 20 إلى 100 كيلو هرتز. لقد قدروا أن هذه الترددات مسموعة للحشرات على مسافات تصل إلى 16 قدمًا (حوالي 5 أمتار). (الموجات الصوتية عند الترددات التي تزيد عن 20 كيلو هيرتز هي عادة خارج نطاق السمع البشري).

أراد العلماء أن يعرفوا ما إذا كانت هذه الأصوات بالموجات فوق الصوتية قد تم التقاطها بواسطة الحشرات ، لذلك لاحظوا عثة دودة الورقة المصرية (Spodoptera littoralis) ، التي تضع بيضها على أوراق النبات. وجد فريق الدراسة أن هذه العث تميل إلى تجنب نباتات الطماطم المرهقة. بدلاً من ذلك ، فضلت الحشرات نباتات الطماطم التي كانت أكثر هدوءًا ، وبالتالي في حالة أفضل ، مع وجود أوراق من شأنها أن توفر وجبة عصارة لليرقات التي تم تفريغها حديثًا ، وفقًا لدراسة حديثة نشرت في مجلة Elife.

“(البحث) يكشف عن طريقة جديدة مفاجئة يمكن للحيوانات أن تشعر بها والاستجابة للعظة من البيئة – في هذه الحالة ، تلتقط الحشرات الأصوات من النباتات المجهدة” ، قال الدكتور يالي في. لم يشارك في الدراسة ، الذي يدرس التواصل الكيميائي بين الحشرات والنباتات في مركز مونيل للكيمياء في فيلادلفيا ، في الدراسة.

ومع ذلك ، لمجرد أن العث يسمعون ويتفاعلون مع الأصوات من النباتات المجففة لا يعني أن النباتات والعث تجري محادثة.

وأضافت: “من المهم أن نوضح أننا لاحظنا التفاعل – وليس التواصل”. “من الأهمية بمكان أن نفهم أن النباتات التي من المحتمل أن تنتج هذه الأصوات بشكل سلبي ولا تحاول بفعالية التواصل مع الحشرات.”

الاستماع والتفسير

عندما قدم العلماء عثًا أنثى مع خيار بين نبات الطماطم المجففة ونموذج جديد ، توافقت العث على النبات الطازج لوضع بيضها. لكن الفريق أراد أن يفهم ما إذا كانت الأصوات من المصنع المجفف كانت عاملاً في اختيار العث. بنى الباحثون ساحة تتكون من صندوقين. في صندوق واحد ، لعبوا تسجيلات لأصوات محنة النباتات ، بينما كان الصندوق الآخر صامتًا.

في التجربة ، انجذبت العث إلى المربع الصاخب ، ونظرية العلماء أنه لأن الأصوات تشير إلى أنها ستجد نباتًا حيًا هناك. وقد اختفى هذا التفضيل عندما قام العلماء بتخفيف العث ، مما أدى إلى استنتاج مفاده أن العث كانت تستمع إلى النباتات قبل اتخاذ خياراتهم ، كما كتب مؤلفو الدراسة.

في تجربة أخرى ، قدم الباحثون مرة أخرى العث الأنثى مجموعة مختارة من نباتين الطماطم. هذه المرة ، كان كلا النباتين رطبًا ، لكن أحدهما كان بالقرب من مكبر صوت يلعب أصوات الإجهاد بالموجات فوق الصوتية. النتيجة: اختار المزيد من العث النبات الأكثر هدوءًا.

اختبرت تجربة ثالثة ما إذا كانت الإناث وضعت البيض تأثرت بالإشارات الصوتية الأخرى ، مثل تلك الخاصة بعث الذكور ، التي تنتج نقرات مغازلة بالموجات فوق الصوتية. ووجدت أنه عندما تم بث مكالمات العث الذكور من جانب واحد من الساحة ، لم تظهر الإناث “أي تفضيل كبير” فيما يتعلق بمكان وضع بيضهم ، وفقًا للدراسة.

وقالت سيلتزر إن هذه التجارب أخبرت هذه التجارب للباحثين أن العث كانوا يستمعون إلى الأصوات التي تصدرها النباتات وتعرفها – وأنهم كانوا يستخدمون تلك المعلومات الصوتية لاتخاذ قرارات بشأن تلك النباتات لتكاثرها.

“بارد ومثير للدهشة”

كانت الحشرات قادرة على اكتشاف الأصوات بالموجات فوق الصوتية منذ ما لا يقل عن عصر إيوسين (55.8 مليون إلى 33.9 مليون سنة). ومع ذلك ، فوجئ الباحثون برؤية أن العث قد أدركوا علامات الضيق بالموجات فوق الصوتية للنباتات. على الرغم من أن عث الإناث في التجارب لم تضع البيض من قبل-وبالتالي لم يكن لديها خبرة سابقة في فك تشفير العظة الصوتية من النباتات-فإنها لا تتعرف فقط على أصوات النبات ، ولكنها فضلت النباتات الأكثر هدوءًا في وضع البيض لأول مرة.

“إنه اكتشاف رائع ومثير للدهشة!” قال تشانغ. وقال: “لقد عرفنا لفترة طويلة أن النباتات تتخلى عن الروائح عندما تكون في ورطة ، مثل عندما تأكلها الحشرات أو العطش. هذه الروائح تساعد على جذب الحشرات المفيدة أو تخويف الآفات”.

“ما الجديد هنا هو أن الصوت قد يعطي معلومات إضافية – مثل إشارة تحذير – خاصة عندما لا تكون هناك رائحة أو من الصعب اكتشاف الرائحة”.

وقال سيلتزر إن الصوتيات النباتية هي مجال ذو اهتمام متزايد للعلماء ، ويشير العمل الأولي إلى أن صنع الصوت واسع الانتشار. يمكن للبحوث المستقبلية أن تبحث في استخدام المراقبة الصوتية لفهم كيفية تأثير الإجهاد على صحة النبات ويمكن أن تحدد التطبيقات المحتملة لمكافحة الآفات الزراعية.

“أعتقد أن هذه مجرد بداية للاكتشافات في هذا المجال” ، قال سيلتزر. وأضافت: “هناك عدد لا يحصى من الكائنات الحية التي يمكن أن تسمع في هذه الترددات ، وربما العديد من الأصوات النباتية التي لم نكتشفها بعد”. “هذا بالتأكيد مجرد غيض من الجبل الجليدي.”

ميندي ويسبرغر كاتبة علمية ومنتج إعلامي ظهر عمله في مجال العلوم الحية ، العلمية الأمريكية وكيف يعمل. وهي مؤلفة كتاب “Rise of the Zombie Bugs: The Science of Parasitic Mind Control” (Press Hopkins).

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com