植物的耳朵在哪裡?——從海濱月見草到金魚草的聲音感知實驗

更新於 發佈於 閱讀時間約 7 分鐘

你是否聽過這句老話:「對牛彈琴」?如果我們改問:「對植物彈琴」,植物聽得到嗎?這問題看似荒謬,但其實已有不少科學家認真探討——植物究竟能不能感知聲音?它們如何「聽」到周遭的世界?


【從傳說到實驗:植物真的會聽嗎?】

很多人都聽過:對著植物播放音樂,它們會長得更好。達爾文時代甚至有人試圖對著含羞草吹巴松管,結果植物毫無反應。這些故事讓人覺得,植物好像無法「聽」。但近年來的研究卻顛覆了這個看法。

根據過去的科學實驗,我們得知:

  • 播放昆蟲啃食的聲音,會讓植物(阿拉伯芥)產生更多防禦性化學物質(如硫代葡萄糖苷、花青素)。
  • 500 Hz 的聲音能改變植物(阿拉伯芥)基因表現,甚至影響根系生長方向。
  • 番茄聽到 1000 Hz 聲音後,果實成熟速度變慢,連微型RNA都會跟著改變!

這些零星的實驗結果,都指向一個結論:植物會對特定頻率的聲音有反應,而且反應不只一種植物有,似乎具有普遍性。不過,不同的植物似乎對不同頻率的聲音有反應。當然,番茄與阿拉伯芥之間的不同,可能就像貓與狗那樣不同吧!

【海濱月見草的震撼發現:植物「聽覺」的首次證據】

到了2019年,來自以色列特拉維夫大學的Veits團隊在《Ecology Letters》發表了震撼性的研究。他們選擇了一種名叫海濱月見草(Oenothera drummondii)的植物,播放蜜蜂振翅聲(200-500 Hz),結果發現:

  • 花瓣會隨聲音共振震動,類似耳膜。
  • 3分鐘內,花蜜糖分濃度提高20%。
  • 不過,海濱月見草只對「低頻」有反應,高頻(如160 kHz)或背景噪音沒有效果。
  • 移除花瓣後反應消失,顯示花瓣可能就是「耳朵」。

這是第一個證據顯示:植物能感知空氣中的聲音,並且快速做出反應。

【金魚草的新線索:找到「耳朵」的下一步】

在2025年的國際聲學會議上,義大利杜林大學的Francesca Barbero教授團隊報告了他們的最新發現。當他們播放蝸牛殼蜜蜂(Rhodanthidium sticticum)的嗡嗡聲給金魚草(Antirrhinum majus)聽,發現:

  • 金魚草增加了花蜜的分泌量與糖分濃度。
  • 更驚人的是,糖分運輸和花蜜生成的基因表現也發生變化!
  • 團隊猜測,植物可能透過辨識不同「振動聲學訊號」,選擇性回應特定的傳粉者,提升授粉成功率。

雖然目前只是會議報告,尚未有完整的論文發表,但這項研究的重要性在於:因為金魚草是模式植物,具備完整基因體資料、也有相對應的突變株,未來有機會透過突變株篩選,找到「聲音感受器」基因。

所以,比起海濱月見草的「花瓣震動」,金魚草的研究更接近找出「分子機制」的關鍵一步。

【未解之謎與未來挑戰】

雖然這些研究結果令人興奮,但也留下許多問題:

  • 植物的「耳朵」在哪裡? 是花瓣上的細胞壁?還是某種機械敏感通道(mechanosensitive channels)?
  • 感知聲音的信號路徑是什麼? 從震動到基因表現的改變,中間發生了什麼?
  • 生態意義如何驗證? 這樣的反應能否增加傳粉成功率?還是只是偶然的副作用?
  • 人為噪音會不會干擾? 農業區的機械噪音、都市的交通聲響,會不會「誤導」植物,干擾其正常生理機制?

總而言之,從海濱月見草到金魚草,這些研究顯示了植物與世界互動的驚人能力。當我們還在想「植物會不會聽到音樂」,它們可能已經在聽著傳粉昆蟲的振翅嗡嗡,甚至風與雨的低語。未來,如果我們真的能找到「植物的耳朵」,不僅是植物科學的重大突破,還可能啟發出全新的永續農業技術,例如用聲音刺激來提升授粉效率。

到那個時候,下一個問題是:你猜,哪一種植物的耳朵最靈?

參考文獻:

Veits, M., Khait, I., Obolski, U., Zinger, E., Boonman, A., Goldshtein, A., … & Hadany, L. (2019). Flowers respond to pollinator sound within minutes by increasing nectar sugar concentration. Ecology Letters, 22(9), 1483–1492. https://doi.org/10.1111/ele.13331

Acoustical Society of America. (2025, May 21). Can plants hear their pollinators?. ScienceDaily. Retrieved May 24, 2025 from www.sciencedaily.com/releases/2025/05/250521125301.htm

Appel HM, Cocroft RB. Plants respond to leaf vibrations caused by insect herbivore chewing. Oecologia. 2014 Aug;175(4):1257-66. doi: 10.1007/s00442-014-2995-6. Epub 2014 Jul 2. PMID: 24985883; PMCID: PMC4102826.

Rodrigo-Moreno A, Bazihizina N, Azzarello E, Masi E, Tran D, Bouteau F, Baluska F, Mancuso S. Root phonotropism: Early signalling events following sound perception in Arabidopsis roots. Plant Sci. 2017 Nov;264:9-15. doi: 10.1016/j.plantsci.2017.08.001. Epub 2017 Aug 10. PMID: 28969806.

Kim JY, Kim SK, Jung J, Jeong MJ, Ryu CM. Exploring the sound-modulated delay in tomato ripening through expression analysis of coding and non-coding RNAs. Ann Bot. 2018 Dec 31;122(7):1231-1244. doi: 10.1093/aob/mcy134. PMID: 30010774; PMCID: PMC6324751.

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主要介紹關於植物的新資訊,但是也會介紹一些其他的。 版主在大學教植物生理學,也教過生物化學。 如有推薦書籍需求,請e-mail:susanyeh816@gmail.com
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