פריצת דרך עולמית קובעת: צמחים משמיעים קולות

בזמן שדיברתם לעציצים שלכם וחשבתם שהם לא משמיעים קול, מסתבר שהם למעשה פטפטנים לא קטנים, במיוחד כשהם ממש מחכים שתשקו אותם. חוקרים באוניברסיטת תל אביב הצליחו לראשונה בעולם, להקליט ולנתח קולות ברורים המושמעים על ידי צמחים, בתדרים גבוהים שהאוזן האנושית אינה מסוגלת לקלוט. החוקרים: "מצאנו שצמחים משמיעים קולות בעיקר כשהם נמצאים במצוקה, ולכל צמח ולכל סוג של מצוקה יש צליל אופייני הניתן לזיהוי. קולות הצמחים נשמעים כמעין קליקים, כמו פופקורן, בווליום דומה לדיבור אנושי אבל בתדרים שמעל טווח השמיעה האנושי, והם עשויים להיקלט על ידי בעלי חיים שונים, כמו עטלפים, עכברים וחרקים."

המחקר הובל על ידי פרופ' לילך הדני מבית הספר למדעי הצמח ואבטחת מזון בפקולטה למדעי החיים בשיתוף עם חוקר העטלפים פרופ' יוסי יובל, ראש בית הספר סגול למדעי המוח וחבר סגל בבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, והסטודנטים יצחק חייט ואוהד לוין אפשטיין. כמו כן השתתפו חוקרים מבית הספר למדעי המתמטיקה, מהמכון לחקר הדגנים ומבית הספר סגול למדעי המוח באוניברסיטת תל אביב. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Cell.

שירת העשבים

פרופ' הדני: "ממחקרי עבר ידוע לנו שמד-רטט המוצמד לצמח רושם רעידות (ויברציות), אך עד היום לא היה ברור אם רעידות אלה גם הופכות לגלי קול שנעים באוויר, כלומר צלילים שניתן לקלוט ממרחק. במחקר הנוכחי ביקשנו לתת מענה לסוגיה זו, שמעסיקה חוקרים כבר שנים רבות."

בשלב הראשון הכניסו החוקרים את הצמחים לקופסה אקוסטית במרתף מבודד ונטול רעשי רקע, ולצדם, במרחק של כ-10 ס"מ, הציבו מיקרופונים אולטרה-סוניים שקולטים צלילים בתדרים שבין 80-40 קילוהרץ (אוזן  של אדם בוגר קולטת עד כ-16 קילוהרץ). ההקלטות בוצעו בעיקר בצמחי עגבנייה וטבק, אך הוקלטו גם חיטה, תירס, גפן, קקטוס ונזמית.

"מסתבר ששדה פסטורלי הוא כנראה מקום רועש – רק שאנחנו לא שומעים את הקולות!"

פרופ' הדני: "לפני שהכנסנו את הצמחים לקופסה האקוסטית ביצענו בהם מגוון פעולות: חלקם לא הושקו במשך חמישה ימים, בחלקם נחתך הגבעול, ובאחרים לא נגענו. ביקשנו לבדוק באילו מצבים, אם בכלל, הם משמיעים צלילים. הממצאים היו מרתקים: צמחים שלא היו במצוקה השמיעו בערך צליל אחד בשעה, ואילו הצמחים שיובשו או נחתכו השמיעו בממוצע עשרות צלילים בשעה."

ההקלטות שנאספו בדרך זו נותחו במחשב באמצעות אלגוריתמים ייעודיים שפותחו במיוחד לצורך זה בטכנולוגיה של 'למידת מכונה' (בינה מלאכותית). האלגוריתמים למדו להבחין בין סוגי צלילים, ולזהות עבור כל הקלטה את סוג הצמח ואת סוג ומידת המצוקה שהוא שרוי בה. יותר מכך: הם ידעו לזהות ולסווג את קולות הצמחים גם כאשר הניסוי נערך בחממה שאינה מבודדת, ויש בה לא מעט רעשים חיצוניים. שם ניתן היה לעקוב אחר תהליך ההתייבשות לאורך זמן, ונמצא שכמות הצלילים גדלה עם ההתייבשות עד שהגיעה לשיא מסוים, ואחר כך פחתה.

פרופ' הדני מסכמת: "במחקר שלנו הוכחנו שצמחים משמיעים קולות, ובכך שמנו קץ למחלוקת מדעית בת שנים רבות. מהממצאים עולה כי העולם מלא בקולות של צמחים, וכי הצלילים הללו מכילים מידע, לדוגמה אודות היעדר מים או פגיעה כלשהי. אנחנו משערים שבטבע נקלטים קולות הצמחים על ידי יצורים בסביבה (כמו עטלפים, מכרסמים, חרקים שונים ואולי גם צמחים אחרים), שמסוגלים לשמוע את התדר הגבוה ולהפיק מידע שהוא רלוונטי עבורם. ייתכן שבעתיד יוכל גם האדם להשתמש במידע כזה, למשל באמצעות חיישן שידווח למגדל מתי הצמח מתייבש ויש להשקותו. מסתבר ששדה פסטורלי הוא כנראה מקום רועש – רק שאנחנו לא שומעים את הקולות!"

במחקרי המשך יבקשו החוקרים לבחון מספר סוגיות מרתקות: מהו המנגנון שבאמצעותו משמיעים הצמחים את הצלילים? כיצד עשים קולטים ומגיבים לצלילים שמשמיעים צמחים? והאם גם צמחים אחרים 'שומעים את הקולות'?