植物「說話」,有「人」在「聽」嗎?

更新於 發佈於 閱讀時間約 5 分鐘
圖片作者:ChatGPT

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你知道嗎?植物在乾旱時會「尖叫」──雖然人類聽不到。


在2023年,以色列的研究團隊首次發現,植物在乾旱或受傷時,會發出人耳聽不見的超音波點聲(ultrasonic clicks)。這些聲音大約是每分鐘一次、頻率在 20–100 kHz 之間,而很多昆蟲,尤其是蛾類,正好能聽見這段頻率。


但問題來了:動物真的會理會植物的聲音嗎?


為了回答這個疑問,研究團隊以棉葉螟(Spodoptera littoralis)這種常見的農業害蟲為對象,想知道雌蛾在產卵時,會不會把「植物是否正在發出壓力聲音」納入考量?


這些雌蟲要為下一代找個安全、健康又適合的育嬰房,會不會其實早就效法孟母,偷偷在「聽」那是不是一個好的社區?


實驗怎麼做?


研究團隊設計了幾種不同情境的「社區選擇」實驗:

每次讓一群雌蟲進入一個箱子,選擇要在左側或右側的「產卵盒」上產卵。


情境一:真植物比一比

 左邊:健康番茄

 右邊:以乾旱處理3天的番茄

 結果:雌蟲明顯偏好健康植物產卵(每晚2.2 vs. 0.9顆卵團,p = 0.004)


情境二:只有聲音,沒有植物

 左邊:播放乾旱植物聲音(1 Hz,模擬一株植物)

 右邊:安靜

 結果:竟然反而偏好有聲音的一側(1.1 vs. 0.4 卵團,p = 0.0004)


為什麼?研究者猜測:當沒有其他線索時,乾旱聲可能被誤認為「有植物在這裡!」,反而吸引產卵。

我的推測:植物會有氣味,當沒植物時就沒有氣味,所以蛾媽媽就被誤導了。


情境三:聽覺關掉

 將雌蟲手術刺破鼓膜,讓牠們聽不見

 結果:產卵數沒有差異(0.7 vs. 1.0 卵團,p = 0.55)

證明產卵偏好確實與聲音有關


情境四:健康植物 + 聲音播放

 兩側都放健康植物,但一側播放乾旱聲音

 結果:雌蟲偏好安靜那株(1.8 vs. 1.1 卵團,p = 0.01)


表示:在有其他感官資訊時,雌蟲能正確避開壓力聲音。(老葉:我覺得我的推測是對的)


情境五:播放雄蛾的「愛情聲音」

 一側放雄蟲發出的求偶聲,頻率類似植物點聲

 結果:雌蟲產卵數無差異,沒有被誤導

顯示:雌蟲能分辨聲音來源(老葉:已經交配完了,就不需要男人了)


 情境六:長槽實驗看「聲音吸引力」

 用150公分長的實驗槽,一端播放乾旱聲,中央放糖水,另一端安靜

 雌蟲在聲音端與食物端聚集產卵,安靜那邊幾乎沒產卵

 p值極顯著(p < 10⁻¹⁴)


雌蟲真的在「聽」植物的聲音!


在這個實驗情境中,研究團隊還用紅外線攝影機追蹤行為,發現雌蟲整夜來回探索,但最終逐漸停留在有聲音的一側,反映決策行為不是隨機的,而是經過聽覺引導的探索與判斷。研究團隊認為,當沒有植物存在時,播放乾旱聲音能成為唯一的空間線索,引導產卵行為。


在每個實驗情境中,研究團隊都觀察至少 9 個晚上、超過百次產卵事件;收集到的資料以混合效應廣義線性模型(GLMM)與貝式分析處理。


大哉問:這是「植物與昆蟲的對話」嗎?

從定義上來說,植物這些聲音可能只是「生理副產品」,並不是演化為了傳訊的信號(signal),而是被其他生物「偷聽」的提示(cue)。但即使如此,這研究仍是首次實證動物會主動解讀植物聲音並做出行為決策。

其實想想也頗合理:如果你打算要買房子的時候,到現場發現有一座發出很多噪音、或發出臭味的建築物,通常我們也會決定再去看看別處吧。


未來,這種植物—動物「聲音互動」的領域,可能改寫我們對植物生態的想像──

植物並不是沉默的個體,而是有自己頻道的「超聲生物」。


參考文獻:

Seltzer Rya, Zer Eshel Guy, Yinon Omer, Afani Ahmed, Eitan Ofri, Matveev Sabina, Levedev Galina, Davidovitz Michael, Ben Tov Tal, Sharabi Gayl, Shapira Yuval, Shvil Neta, Atallah Ireen, Hadad Sahar, Ment Dana, Hadany Lilach, Yovel Yossi (2024) Female Moths Incorporate Plant Acoustic Emissions into Their Oviposition Decision-Making Process eLife 13:RP104700

https://doi.org/10.7554/eLife.104700.1


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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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