دانشمندان شواهدی از «گفتگوی گیاهان و حشرات» را ثبت کردند

فرادید| پروانه‌های ماده تنها به بینایی یا بویایی تکیه نمی‌کنند؛ آن‌ها می‌توانند صدای گیاهان آسیب‌دیده یا دچار تنش را هم بشنوند. دانشمندان دریافته‌اند که این حشرات، کلیک‌های فراصوتی منتشرشده از گیاهانِ دچار تنش را تشخیص داده و از این صداها برای انتخاب مکان مناسب جهت تخم‌گذاری استفاده می‌کنند. 

به گزارش فرادید، وقتی گیاهان دچار استرس می‌شوند، صداهای فراصوتی از خود منتشر می‌کنند. این ارتعاشات که پیش‌تر گمان می‌رفت برای حیوانات غیرقابل‌شناسایی هستند، می‌توانند در هوا حرکت کنند. کرم برگ‌خوار پنبه (Spodoptera littoralis) قادر به شنیدن این صداهاست.  این گونه، گوش‌های طبل‌مانندی دارد که نسبت به محدوده‌های فرکانسی ۲۰ تا ۶۰ کیلوهرتز حساس هستند و بیشترین حساسیت آن در حدود ۳۸ کیلوهرتز است؛ جایی که بسیاری از کلیک‌های گیاهان نیز در همین بازه قرار می‌گیرند. 

پژوهشگران فرض کردند که ممکن است پروانه‌های ماده از این صداها برای انتخاب مکان تخم‌گذاری استفاده کنند. آزمایش‌ها این فرضیه را تأیید کردند. 

درک ارتباطات گیاهی

گیاهان دهان یا گوش ندارند، اما بدون شک «صحبت» و «شنود» دارند. آن‌ها از راه ریشه‌ها، برگ‌ها و حتی هوا، سیگنال‌های شیمیایی را برای هشدار به هم، درخواست کمک یا به‌اشتراک‌گذاری منابع مبادله می‌کنند.  برای نمونه، وقتی یک کرم برگ می‌جَود، برخی گیاهان ترکیبات فراری آزاد می‌کنند که به گیاهان همسایه منتقل می‌شود و آن‌ها را وادار به دفاع می‌کند، مانند تولید مواد تلخ‌مزه یا سفت‌تر شدن برگ‌ها. 

زیرزمین نیز قارچ‌ها شبکه‌های بزرگ مایکورایزِل (همزیستی قارچ‌ریشه) که بیشتر «شبکه پهن‌چوب» نامیده می‌شوند، ایجاد می‌کنند که به گیاهان برای به‌اشتراک‌گذاری مواد مغذی، ارسال سیگنال‌های خطر و حفظ تعادل اکوسیستم کمک می‌کنند.  نکته شگفت‌انگیز اینست که همه اینها چقدر هدفمند به نظر می‌رسند. برخی گیاهان تنها زمانی مواد هشداردهنده منتشر می‌کنند که بستگانشان نزدیک باشند؛ چیزی که نشان‌دهنده‌ی نوعی تشخیص خویشاوندی است.  برخی دیگر حتی می‌توانند دوست را از دشمن بر پایه بوی منتشرشده از گیاه دیگر تشخیص دهند. این موضوع تنها مربوط به بقاء نیست، بلکه گواه نوعی زندگی اجتماعی میان گیاهان است. 

واکنش پروانه‌ها به صدای گیاهان

این پژوهش با انجام آزمایش‌هایی دقیق آغاز شد. در محیط بدون گیاه، پروانه‌ها ترجیح دادند تخم‌هایشان را نزدیک بلندگویی که صدای گیاهان تحت تنش را پخش می‌کرد، بگذارند.  وقتی این پروانه‌ها ناشنوا شدند، این ترجیح هم از بین رفت. این موضوع نشان داد واکنش آن‌ها ناشی از شنیدن صداها بوده، نه عوامل دیگر. 

در مقابل، وقتی گیاهان سالم به محیط افزوده شدند و همان صداها نزدیک یکی از آن‌ها پخش شد، پروانه‌ها ترجیح دادند تخم‌هایشان را روی گیاه ساکت بگذارند. این آزمایش نشان داد در حضور گیاهان واقعی، پروانه‌ها صداهای استرس را به‌درستی به‌عنوان هشدار تفسیر کردند. 

پروفسور یوسی یووِل  نویسنده همکار این مطالعه گفته: «در پژوهش پیشین ثابت کردیم گیاهان صدا تولید می‌کنند. بنابراین این فرض را مطرح کردیم که حیواناتی که قادر به شنیدن این صداهای فرکانس‌بالا هستند ممکن است به آن‌ها واکنش نشان دهند و بر پایه آن تصمیم‌گیری کنند. بدون تردید می‌دانیم بسیاری از حشرات که تعاملات متنوعی با گیاهان دارند، قادر به درک این صداها هستند. هدف ما بررسی این بود که آیا آن‌ها به‌راستی این صداها را تشخیص می‌دهند و به آن‌ها واکنش نشان می‌دهند یا خیر.» 

آیا صداهای گیاهی رفتار پروانه‌ها را تغییر می‌دهد؟ 

در محیط‌های آزمایشی بزرگ‌تر، پروانه‌ها بیشتر تخم‌هایشان را نزدیک منبع غذایی شیرین در مرکز یا بلندگوی پخش‌کننده صدا گذاشتند. در مقابل، آن‌ها هیچ تخمی نزدیک مقاومت بی‌صدا در سمت دیگر نگذاشتند. 

این نتایج در انواع نرخ‌های کلیک و چیدمان‌ها یکسان باقی ماند. ردیابی حرکات نشان داد پروانه‌ها پیش از تصمیم‌گیری، زمان بیشتری را سمت منبع صدا سپری می‌کردند. 

اگرچه صداهای جفت‌گیری پروانه‌های نر هم در همان محدوده فرکانسی قرار داشت، پروانه‌های ماده ترجیحی به سمت نرها نشان ندادند. این موضوع نشان داد واکنش به شکل خاص به صداهای گیاهی مربوط می‌شود. 

پروفسور لایلَک حدنی، نویسنده دیگر این پژوهش گفته: «ما تمرکزمان را روی پروانه‌های ماده قرار دادیم، چون همواره تخم‌هایشان را روی گیاهان می‌گذارند تا لاروها پس از خروج، بتوانند از گیاه تغذیه کنند. فرض کردیم ماده‌ها به دنبال مکانی بهینه برای تخم‌گذاری هستند، یعنی گیاهی سالم که بتواند به‌خوبی لاروها را تغذیه کند. بنابراین، اگر گیاه علامت دهد که دچار کم‌آبی و تنش شده، آیا پروانه از آن دوری می‌کند؟ برای بررسی این پرسش چندین آزمایش انجام دادیم.» 

ادغام صدا و بو

در نبودِ گیاه قابل‌مشاهده، صدا تنها نشانه باقی می‌ماند؛ بنابراین پروانه‌ها صدا را با وجود گیاه مرتبط می‌دانند. اما زمانی که قادر به دیدن یا بوییدن گیاه واقعی باشند و یکی از گیاهان صدای تنش ایجاد کند، از آن دوری می‌کنند. این موضوع نشان‌دهنده تصمیم‌گیری بر پایه زمینه است. 

پژهشگران شاخک‌های پروانه را هم بررسی کردند و  با استفاده از ضبط‌های الکتروآنتنوگرام، تفاوت‌های قابل‌توجهی در تشخیص بو بین گیاهان در حالِ خشک‌شدن و گیاهان سالم پیدا کردند و به این نتیجه رسیدند که پروانه‌ها اطلاعات صدا و بو را با هم ادغام می‌کنند. 

در مزرعه‌های واقعی گوجه‌فرنگی، نرخ کلیک حدود ۲۰ بار در دقیقه است. در آزمایش‌ها، صداهایی با نرخ ۳۰ تا ۶۰ کلیک در دقیقه پخش شد تا شرایط حضور میان چندین گیاهِ دچار تنش شبیه‌سازی شود. سطوح صدای استفاده‌شده هم مطابق با مقادیر ثبت‌شده در گیاهان زنده بود. 

تعاملات صوتی در طبیعت

این پژوهش نشان می‌دهد صداهای گیاهی می‌توانند رفتار حشرات را هدایت کنند. پروانه‌ها ممکن است تنها به بو یا تماس فیزیکی وابسته نباشند، بلکه از نشانه‌های فراصوت هم استفاده کنند. پژوهشگران معتقدند حیوانات دیگر (شاید گرده‌افشان‌ها یا شکارچیان) هم ممکن است از این صداها استفاده کنند. 

گرچه صدای گیاهان شاید در اثر از دست دادن آب به شکل تصادفی شکل گرفته باشد، اما حالا نشانه‌هایی مفید شناخته می‌شوند. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند در این زمینه کشفیات بیشتری انجام خواهد شد. 

پژوهشگران در پایان افزودند: «در این پژوهش، برای نخستین‌بار شواهدی از تعامل صوتی میان گیاه و حشره را آشکار کردیم. با این حال، شک نداریم که این تازه آغاز ماجراست. تعاملات صوتی میان گیاهان و حیوانات بدون شک اشکال گوناگون و نقش‌های وسیعی دارند. این حوزه گسترده و کشف‌نشده است؛ جهانی کامل که منتظر کشف شدن است.»

مترجم : زهرا ذوالقدر