Khi con người bị áp lực và không có nơi nào để giải tỏa, họ có thể chạy đến một nơi thoáng đãng và hét lên một cách mạnh mẽ, như thể điều này có thể loại bỏ những cảm xúc tồn đọng và tiêu tan chúng vào không khí.
Nếu một cây trồng phải chịu áp lực để tồn tại, chắc chắn nó không thể di chuyển đến một nơi thoáng đãng giống như con người. Nhưng chúng có thể hét lên và âm thanh mà nó tạo ra có thể truyền đi rất xa trong không khí.
Thông thường, con người khó có thể nghe thấy những âm thanh này bằng tai của mình, và họ sẽ nghĩ rằng thực vật là một nhóm sống thầm lặng. Nhưng các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm, với sự trợ giúp của thiết bị, đã thu thập các sóng âm thanh khi cây "hét lên".
La hét khi bị tổn thương
Itzhak Khait từ Đại học Tel Aviv ở Israel và các đồng nghiệp của ông đã thiết lập ra những điều kiện khó khăn, và gây áp lực cho thực vật : hạn hán, cắt cành... Để tìm hiểu về "tiếng nói" của chúng.
Đối tượng được thử nghiệm là các loài cây phổ biến như cà chua và thuốc lá. Tất cả chúng đều phát triển khỏe mạnh trong đất ẩm trước khi thí nghiệm bắt đầu. Sau khi thử nghiệm bắt đầu, một số cây sẽ không được tưới nước, một số cây bị cắt bỏ thân, và một số cây tiếp tục sống trong điều kiện bình thường để làm nhóm đối chứng.
Thí nghiệm được thực hiện trong một hộp cách âm, và thiết bị radio được đặt cách cây 10 cm để lắng nghe những âm thanh mà cây phát ra khi chúng bị hư hại theo những cách khác nhau.
Kết quả là cả cây bị khô hạn và cây bị cắt thân đều tạo ra nhiều tiếng ồn. Những tiếng la hét này đến rất thường xuyên. Cây cà chua bị stress do hạn hán phát ra trung bình 35 tiếng bíp mỗi giờ, so với 11 tiếng bíp của cây thuốc lá. Và khi cắt thân cây, cây cà chua phát ra trung bình 25 tiếng bíp trong giờ tiếp theo và cây thuốc lá là 15 tiếng bíp. Ngược lại, những cây không bị hạn hán và không bị chặt chỉ thỉnh thoảng phát ra tiếng động.
Vì vậy, các nhà khoa học tin rằng những sóng siêu âm này là phản ứng của thực vật khi chúng phải chịu áp lực để tồn tại. Tất nhiên, thực vật phải đối mặt với nhiều căng thẳng khác ngoài việc thiếu nước và bị chặt, và không phải cây nào trong số chúng cũng có thể tạo ra tiếng kêu.
Những âm thanh này được phát ra như thế nào?
Ngay từ những năm 1960, các nhà khoa học đã phát hiện ra những rung động của thực vật trong thời kỳ hạn hán và tin rằng những rung động đó được hình thành nhờ vào hiện tượng Cavitation. Khi thiếu nước, trong xylem của cây, không khí hòa tan trong nước sẽ tạo thành bọt khí, sau đó bọt khí tiếp tục nở ra, thậm chí vỡ ra.
Cavitation, hay còn gọi là hiện tượng xâm thực, hiện tượng áp suất tĩnh của chất lỏng giảm xuống dưới áp suất hơi của chất lỏng, dẫn đến hình thành các khoang nhỏ chứa đầy hơi trong chất lỏng. Khi chịu áp suất cao hơn, các khoang này, được gọi là "bong bóng" hoặc "khoảng trống", sụp đổ và có thể tạo ra sóng xung kích.
Hiện tượng xâm thực sẽ phân bố lại ứng suất trong cây, khi ứng suất tập trung vào một bộ phận thì có thể nhanh chóng giải phóng một lượng lớn năng lượng: cơ năng chuyển hóa thành năng lượng âm thanh nên quá trình này được gọi là Acoustic Emission - Phát xạ âm.
Trong một nghiên cứu năm 1966, các nhà khoa học đã phát hiện ra những rung động trên lá và cuống lá cây thầu dầu.
Ngày nay trong công nghiệp, người ta thường sử dụng nguyên lý phát xạ âm để kiểm tra xem một vật liệu có bị lỗi hay không. Nếu sử dụng nhiều cảm biến, vị trí chính xác của lỗi cũng có thể được xác định.
Nhóm nghiên cứu của Đại học Tel Aviv đã đặt chiếc radio cách xa 10cm, và chứng minh rằng sóng siêu âm do thực vật phát ra thực sự được truyền trong không khí trong điều kiện thiếu nước hoặc bị cắt . Và điều này có nghĩa là ngay cả khi con người không thể nghe thấy, các loài động vật khác vẫn có thể nghe thấy.
Các nhà khoa học cho biết những siêu âm mà họ thu thập được có thể được nghe thấy bởi nhiều loài động vật có vú (như chuột) và côn trùng (chẳng hạn như bướm đêm) ở khoảng cách từ 3 đến 5 mét .
Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng khi thực vật phát ra sóng siêu âm trong thời gian khô hạn và khi thân cây bị chặt, sóng siêu âm do thực vật phát ra có phần khác nhau dưới hai áp suất khác nhau.
Cụ thể, họ đã viết một thuật toán học máy, hay còn gọi là AI, cung cấp các sóng âm thu được trong cả hai trường hợp cho AI để giúp nó đào tạo khả năng phân biệt giữa cây khô và cây đã cắt. Sau khi hoàn thành khóa đào tạo, tỷ lệ chính xác của AI để phân biệt hai loại âm thanh này là hơn 70% .
Theo đó, AI có thể phân biệt sự khác biệt giữa hai loài này, thì các loài động vật khác chắc chắn cũng có thể phân biệt được sự khác biệt này.
Các nhà khoa học nói rằng nếu một loài côn trùng ký sinh thực vật có thể nghe thấy sự khác biệt của sóng âm thanh, nó có thể sử dụng thông tin đó để ngăn chính nó đẻ trứng trên cây khô.
Thực vật cũng có khả năng giác quan mạnh mẽ, phản ứng với nhiều kích thích.
Thêm vào đó, không chỉ động vật mới có thể nghe được. Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng thực vật cũng có khả năng giác quan mạnh mẽ, phản ứng với nhiều kích thích, bao gồm cả âm thanh, ngoài phản ứng với xúc giác (ví dụ, mai dương khép lại). Nếu một cây bị hạn hán và một cây khác nghe thấy tiếng hét của nó, nó cũng có thể kích hoạt cơ chế tự bảo vệ.