دراسة: النباتات تصدر أصواتاً بالموجات فوق الصوتية عند الإجهاد

نقص الماء أو الجرح المفاجئ يمكن أن يدفع النباتات لإنتاج أصوات (رويترز)
نقص الماء أو الجرح المفاجئ يمكن أن يدفع النباتات لإنتاج أصوات (رويترز)
TT

دراسة: النباتات تصدر أصواتاً بالموجات فوق الصوتية عند الإجهاد

نقص الماء أو الجرح المفاجئ يمكن أن يدفع النباتات لإنتاج أصوات (رويترز)
نقص الماء أو الجرح المفاجئ يمكن أن يدفع النباتات لإنتاج أصوات (رويترز)

يأتي وقت في حياة النباتات يتدلى فيه رأسها ويصبح لون الأوراق شاحباً وتطلق وابلاً من الأصوات التي تعادل الموجات فوق الصوتية.
يقول العلماء إنه في حين أن أي بستاني على دراية بالذبول وتغير اللون الذي يصاحب الجفاف، فإن نقص الماء أو الجرح المفاجئ يمكن أن يدفع النباتات أيضاً لإنتاج الأصوات، التي قد تستجيب لها الكائنات القريبة، وفقاً لصحيفة «الغارديان».
هذا الاكتشاف، الذي وصفه أحد الخبراء المستقلين بأنه «مثير للتفكير»، يشير إلى أن المملكة النباتية ليست صامتة كما تبدو، وأن الأصوات فوق الصوتية المنبعثة من النباتات قد تساعد في تشكيل نظمها البيئية.
قالت البروفسورة ليلاك هاداني، عالمة الأحياء التطوري في جامعة تل أبيب: «عندما تكون هذه النباتات في حالة جيدة، فإنها تنتج أقل من صوت واحد في الساعة، ولكن عند الضغط عليها تصدر أصواتاً أكثر بكثير، أحياناً من 30 إلى 50 في الساعة».
وأضافت: «من المحتمل أن تكون ذات أهمية، لأن كائنات أخرى قد تكون قد تطورت لتسمع هذه الأصوات وتفسرها... نحن الآن نختبر كلاً من الحيوانات والنباتات لمعرفة ما إذا كانت ستستجيب».
سجلت هاداني وزملاؤها الأصوات التي تنتجها نباتات الطماطم والتبغ في البيوت البلاستيكية. أصدرت النباتات السليمة بعض المفرقعات، لكن الأصوات جاءت في دفعات أسرع بكثير، عندما حُرمت النباتات من الماء، أو تعرض أحد أغصانها للقطع، علماً أنه يمكن التقاط الضوضاء على مسافة 3 إلى 5 أمتار.

عند 40 إلى 80 كيلوهرتز، تكون الأصوات عالية النبرة بالنسبة للأذن البشرية، التي يبلغ نطاقها الأعلى نحو 20 كيلوهرتز، لكنّ الحشرات، مثل العث والثدييات الصغيرة، بما في ذلك الفئران، يمكنها اكتشاف مثل هذه الترددات، مما يزيد احتمال تأثير الضوضاء على سلوكها.
يصف العلماء كيف أن أصوات النباتات عالية مثل كلام الإنسان، وتنبعث بشكل متكرر بعد يومين من دون ماء. وتبلغ ذروتها في اليوم الخامس أو السادس ثم تهدأ مع جفاف النبات.
عند تسجيل الأصوات، أعدّ الباحثون خوارزمية ذكاء صناعي لتحديد النبات وسبب إجهادها. وتوضح البيانات أن الأصوات تحتوي على معلومات قد تكون مفيدة للكائنات الحية في البيئة.
وفي حين لا يوجد دليل على أن الأصوات محاولة للتواصل، قالت هاداني إن الأصوات قد تكون مفيدة مع ذلك للمخلوقات القريبة، وقد تؤثر على النباتات التي تتغذى عليها الحيوانات أو أين تضع الحشرات بيوضها.
حدير بالذكر أنه من غير الواضح سبب حدوث الأصوات، لكن الباحثين يشتبهون في حدوث عملية تسمى التجويف، حيث تتفكك أعمدة المياه في النباتات الجافة، مما يؤدي إلى تكوّن فقاعات هواء.
تقول هاداني إن هذا الاكتشاف يمكن أن يجعل الري أكثر كفاءة باستخدام الميكروفونات جنباً إلى جنب مع أجهزة الاستشعار الأخرى لاكتشاف ما إذا كانت النباتات تعاني نقصاً في المياه.
وقال مارك هولديد، أستاذ البيولوجيا الحسية في جامعة بريستول البريطانية: «هذا الأمر مثير للتفكير؛ نباتات تتحدث بصوت عالٍ عن مستوى إجهادها - مَن كان يظن ذلك؟ بينما يبدو أن هذا نتيجة ثانوية للإجهاد الفسيولوجي بدلاً من التواصل المتعمد، لا شيء يمكن أن يمنع الكائنات الحية المجاورة من محاولة استغلال هذه المعلومات».
وأضاف: «لم يكتشف أحد حتى الآن أذناً في النبات، لكن النباتات بالتأكيد تستجيب للعديد من المحفزات الميكانيكية، لذلك قد يرغب العلماء في البحث عن أجهزة الكشف بالموجات فوق الصوتية في النباتات المعنيّة».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

الخفافيش تتكيف مع فقدان السمع بخطة بديلة

الخفافيش تعتمد على حاسة السمع للتنقل والتواصل (رويترز)
الخفافيش تعتمد على حاسة السمع للتنقل والتواصل (رويترز)
TT

الخفافيش تتكيف مع فقدان السمع بخطة بديلة

الخفافيش تعتمد على حاسة السمع للتنقل والتواصل (رويترز)
الخفافيش تعتمد على حاسة السمع للتنقل والتواصل (رويترز)

كشفت دراسة أميركية عن استراتيجية بديلة تلجأ إليها الخفافيش عندما تفقد قدرتها على السمع، وهي حاسة أساسية تستخدمها للتوجيه عبر تقنية الصدى الصوتي.

وأوضح الباحثون من جامعة جونز هوبكنز أن النتائج تثير تساؤلات في إمكانية وجود استجابات مشابهة لدى البشر أو الحيوانات الأخرى، مما يستدعي إجراء مزيد من الدراسات المستقبلية، ونُشرت النتائج، الاثنين، في دورية (Current Biology).

وتعتمد الخفافيش بشكل أساسي على حاسة السمع للتنقل والتواصل عبر نظام تحديد المواقع بالصدى (Echolocation)، إذ تُصدر إشارات صوتية عالية التّردد وتستمع إلى صدى ارتدادها عن الأشياء المحيطة لتحديد موقعها واتجاهها. وتعد هذه القدرة إحدى الحواس الأساسية لها.

وشملت الدراسة تدريب الخفافيش على الطيران في مسار محدد للحصول على مكافأة، ومن ثم تكرار التجربة بعد تعطيل مسار سمعي مهمٍّ في الدماغ باستخدام تقنية قابلة للعكس لمدة 90 دقيقة.

وعلى الرغم من تعطيل السمع، تمكنت الخفافيش من إتمام المسار، لكنها واجهت بعض الصعوبات مثل التصادم بالأشياء.

وأوضح الفريق البحثي أن الخفافيش تكيفت بسرعة بتغيير مسار طيرانها وزيادة عدد وطول إشاراتها الصوتية، مما عزّز قوة الإشارات الصدوية التي تعتمد عليها. كما وسّعت الخفافيش نطاق الترددات الصوتية لهذه الإشارات، وهي استجابة عادةً ما تحدث للتعويض عن الضوضاء الخارجية، لكنها في هذه الحالة كانت لمعالجة نقص داخلي في الدماغ.

وأظهرت النتائج أن هذه الاستجابات لم تكن مكتسبة، بل كانت فطرية ومبرمجة في دوائر الدماغ العصبية للخفافيش.

وأشار الباحثون إلى أن هذه المرونة «المذهلة» قد تعكس وجود مسارات غير معروفة مسبقاً تعزّز معالجة السمع في الدماغ.

وقالت الباحثة الرئيسية للدراسة، الدكتورة سينثيا موس، من جامعة جونز هوبكنز: «هذا السلوك التكيفي المذهل يعكس مدى مرونة دماغ الخفافيش في مواجهة التحديات».

وأضافت عبر موقع الجامعة، أن النتائج قد تفتح آفاقاً جديدة لفهم استجابات البشر والحيوانات الأخرى لفقدان السمع أو ضعف الإدراك الحسي.

ويخطط الفريق لإجراء مزيد من الأبحاث لمعرفة مدى تطبيق هذه النتائج على الحيوانات الأخرى والبشر، واستكشاف احتمال وجود مسارات سمعية غير معروفة في الدماغ يمكن أن تُستخدم في تطوير علاجات مبتكرة لمشكلات السمع لدى البشر.