ดอกไม้รับรู้คลื่นเสียงได้ อย่างไร การค้นพบใหม่ที่ช่วยให้เข้าใจธรรมชาติของพืชมากขึ้น

ดอกไม้รับรู้คลื่นเสียงได้ โดยใช้กลีบดอก

ลักษณะกลีบดอกแบบถ้วยเป็นอวัยวะที่ช่วยรับรู้การได้ยินของดอกอีเวนนิงพรีมโรส

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบหลักฐานชิ้นใหม่ว่า ดอกไม้รับรู้คลื่นเสียงได้ และมีผลให้ดอกไม้ผลิตน้ำต้อยหวานขึ้น

ฉันอยากให้ผู้คนเข้าใจว่าการฟังเสียงไม่ได้จำกัดอยู่ที่หูอย่างเดียว ดอกไม้รับรู้คลื่นเสียงได้ เช่นกัน

แม้ในวันที่เงียบสงัดที่สุด แต่โลกยังคงเต็มไปด้วยเสียงต่างๆ ลูกนกร้องระงม เสียงสายลมพัดผ่านแมกไม้ และเหล่าแมลงกำลังสาละวนกับกิจการงานของตัวเอง

เสียงเป็นหนึ่งในเรื่องพื้นฐานสำหรับการดำรงชีวิตของสัตว์ Lilach Hadany นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tel Aviv ตั้งข้อสังเกตว่า แล้วถ้าไม่ใช่สัตว์อย่างเดียวที่สื่อสารทางเสียงได้ ถ้าพืชทำได้อย่างเดียวกันล่ะ การทดลองแรกที่พิสูจน์สมมติฐานนี้เพิ่งตีพิมพ์ในวารสาร bioRxiv ชี้ว่า พืชรับรู้เสียงได้ และการสื่อสารช่วยให้มีวิวัฒนาการที่ได้เปรียบ

Hadany และคณะ ทำการทดลองกับดอกอีเวนนิงพริมโรส (Oenothera drummondii) พบว่า เมื่อกระตุ้นด้วยแรงสั่นสะเทือนจากคลื่นเสียง ที่เลียนแบบเสียงกระพือปีกของแมลงผสมเกสร พืชสามารถผลิตน้ำต้อยที่มีความเข้มข้นของน้ำตาลเพิ่มขึ้นในระยะหนึ่ง หมายความว่า กลีบดอกเปรียบเหมือนอวัยวะรับเสียง ที่วิวัฒนาการการรับรู้คลื่นเสียงให้เหมาะกับการสั่นสะเทือนของเสียงจากปีกแมลงผสมเกสร

เสียงแสนหวาน

เนื่องจากการผสมเกสรเป็นกระบวนการสำคัญสำหรับการสืบพันธุ์ของพืช คณะวิจัยจึงเลือกทำการทดลองกับดอกอีเวนนิงพริมโรส ที่ขึ้นอยู่่ในป่ารอบมหาวิทยาลัย Tel Aviv

การทดลองในห้องปฏิบัติการแบ่งเป็น 5 กลุ่มการทดลอง คือ กลุ่มที่ 1 ไม่ใช้เสียง กลุ่มที่ 2 เปิดเสียงบันทึกของผึ้งที่ระยะห่างจากดอกไม้ออกไปสี่นิ้ว กลุ่มที่ 3-5 ใช้เสียงประดิษฐ์จากเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ความถี่ต่ำ กลาง และสูง ตามลำดับ โดยดอกไม้ทั้งหมดจัดอยู่ภายในห้องป้องกันเสียงรบกวน ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ดอกไม้ไม่ตอบสนองต่อเสียงเงียบ เสียงที่ความถี่กลาง (34-35 กิโลเฮิร์ซ) และความถี่สูง (158-160 กิโลเฮิร์ซ)

แต่พืชกลับมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อเสียงหึ่งๆ ของผึ้ง (0.2-0.5 กิโลเฮิร์ซ) และได้ผลการทดลองทำนองเดียวกันในย่านความถี่ต่ำ (0.05-1 กิโลเฮิร์ซ) โดยคณะวิจัยสรุปว่า ภายในสามนาทีหลังจากดอกไม้ถูกกระตุ้นด้วยเสียงที่สองความถี่นี้ ดอกไม้ผลิตน้ำต้อยที่มีความเข้มข้นของน้ำตาลเพิ่มขึ้นจากเดิมร้อยละ 12 และ 17 เป็นร้อยละ 20

“พวกเรารู้สึกประหลาดใจมากที่เห็นผลการทดลอง” Hadany กล่าวและอธิบายต่อว่า “เราทำการทดลองเช่นเดียวกันโดยจำลองสถานการณ์ขึ้นใหม่ ในฤดูกาลที่แตกต่างกัน กับพืชที่ปลูกในอาคารและนอกอาคาร พวกเรายิ่งรู้สึกมั่นใจในผลการทดลองของเรา”

อีฟนิ่งพรีมโรส, ดอกไม้รับรู้คลื่นเสียงได้, ดอกไม้, การได้ยิน, การทดลองทางวิทยาศาสตร์
รูปร่างของกลีบดอกของดอกอีเวนนิงพริมโรส เปรียบเหมือนทั้งอวัยวะรับคลื่นเสียง และตัวขยายสัญญาณเสียง

ดอกไม้เปรียบเหมือนใบหู

ในขณะที่เราคิดถึงเรื่องการเดินทางของคลื่นเสียง แต่หน้าที่ของดอกไม้กลับน่าสนใจมากกว่า ดอกไม้มีความหลากหลายทั้งขนาดและรูปร่าง โดยส่วนใหญ่เป็นรูปทรงถ้วย ซึ่งเหมาะต่อการรับคลื่นเสียง คล้ายกับลักษณะของจานดาวเทียม (อ่านเพิ่มเติม: โครงสร้างของดอกไม้)

การทดสอบเรื่องการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียง Hadany ทำการทดลองร่วมกับ Marine Veits นักศึกษาที่จบการศึกษาจากแล็บของเธอ โดยทำการทดลองภายใตเครื่อง Laser vibrometer ที่ใช้สำหรับวัดแรงสั่นสะเทือนจากการเคลื่อนไหว พวกเขาทำการทดลองกับดอกไม้ที่มีลักษณะดอกแตกต่างกัน

“รูปร่างทรงถ้วยของดอกไม้เป็นการออกแบบที่เฉพาะเจาะจง มันสามารถรับรู้ถึงแรงสั่นสะเทือน และยังสามารถเพิ่มแรงสั่นสะเทือนได้ในตัวมันเอง” Veits กล่าว

เพื่อยืนยันการทดลองดังกล่าว ทางคณะจึงทดลองกับดอกไม้ที่เด็ดกลีบดอกออกจนเกลี้ยง ผลปรากฏว่า ดอกไม้ไม่ตอบสนองต่อคลื่นเสียงใดๆ เลย แม้จะเป็นคลื่นความถี่ต่ำ

ดอกไม้, แมลงผสมเกสร, น้ำต้อย, ดอกไม้รับรู้คลื่นเสียงได้, ผึ้ง, แมลงผสมเกสร
เสียงหึ่งๆ จากปีกผึ้งกระตุ้นให้ดอกไม้ผลิตน้ำต้อยที่มีรสหวานเพิ่มขึ้นระยะหนึ่ง

พืชรับรู้เสียงอะไรได้อีก

Hadany ยังคงมีคำถามอีกข้อสำหรับค้นพบครั้งใหม่ เช่น การรับรู้ของดอกไม้เฉพาะเจาะจงกับคลื่นเสียงเพียงคลื่นเดียวหรือไม่ และทำไมดอกอีเวนนิงพรีมโรสผลิตน้ำต้อยที่หวานขึ้น และผึ้งสามารถตรวจจับรสหวานได้ แม้เพิ่มขึ้นเพียงร้อยละ 1 – 3

“เราจำเป็นต้องเข้าใจวิวัฒนาการของดอกไม้ที่มีร่วมกับแมลงผสมเกสร” Hadany บอกและเสริมว่า “เหล่าแมกไม้อยู่มาเนิ่นนาน และแน่นอนว่าพวกมันอยากมีชีวิตอยู่บนโลกต่อไป เป็นเรื่องสำคัญมากที่ต้นไม้จะสัมผัสได้ถึงสภาพแวดล้อมรอบข้าง เมื่อพวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้”

Veits ต้องการทราบถึงกลไกที่อยู่เบื้องหลังปรากฏการณ์ที่ทางคณะวิจัยค้นพบ เช่น การสั่นสะเทือนส่งผลให้พืชผลิตน้ำต้อยที่หวานขึ้นได้อย่างไร เธอคาดหวังไปถึงขั้นว่า อาจจะค้นพบการรับรู้ใหม่ที่โลกนี้ยังไม่เคยค้นพบมาก่อน

“บางคนอาจสนใจเพียงว่าพืชได้ยิน หรือดมกลิ่นได้อย่างไร” Veits ตั้งข้อสังเกต “แต่ฉันอยากให้ผู้คนเข้าใจว่า การฟังไม่ได้จำกัดอยู่ที่ ‘หู’ เพียงอย่างเดียว”

Richard Karban ผู้เชี่ยวชาญด้านปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืชกับศัตรูพืช แห่งมหาวิทยาลัย California Davis มีข้อสังเกตในใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรื่องความได้เปรียบทางวิวัฒนาการของพืชที่ตอบสนองต่อเสียง

“อาจเป็นไปได้ว่าพืชสามารถรับรู้ว่า ต้นอื่นที่อยู่โดยรอบได้รับการผสมพันธุ์แล้ว ผ่านการสื่อสารทางเคมี” เขากล่าว “แต่ยังไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ยืนยันสมมติฐานนี้ ผลการทดลองครั้งนี้นับเป็นก้าวแรกของการเริ่มต้น”.

เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ

9 ไม้ดอกสีเหลือง ปลูกให้สวนสวยอร่าม

 

เรื่องแนะนำ

กลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius)

กลุ่มดาวแมงป่อง เป็นกลุ่มดาวเก่าแก่ที่ถูกค้นเมื่อ 3,000 ปีก่อน กลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius) เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากล (Constellations) ของโลก และเป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มดาวจักรราศี (Zodiac) บนซีกฟ้าใต้ หรือที่เรารู้จักกันในนามของ “กลุ่มดาวราศีพิจิก” ซึ่งปรากฏขึ้นบนเส้นทางการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ หรือ “สุริยะวิถี” (Ecliptic) ในช่วงเดือนพฤศจิกายนของทุกปี โดยครอบคลุมพื้นที่ราว 497 ตารางองศาหรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 33 ของกลุ่มดาวสากลทั้งหมด กลุ่มดาวแมงป่องเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ที่สามารถพบเห็นได้เฉพาะในช่วงฤดูร้อนของฝั่งซีกโลกเหนือ หรือระหว่างเดือนกรกฎาคมถึงเดือนสิงหาคม แต่จะมองเห็นได้ชัดเจนที่สุดบนท้องฟ้าฝั่งซีกโลกใต้ ตั้งแต่เดือนมีนาคมถึงต้นเดือนตุลาคม นอกจากนี้ กลุ่มดาวแมงป่องยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) ในช่วงศตวรรษที่ 2 เช่นเดียวกับกลุ่มดาวหมีใหญ่อีกด้วย เป็นกลุ่มดาวเก่าแก่ที่ถูกค้นเมื่อ 3,000 ปีก่อน โดยชาวสุเมเรียน (Sumerian) ชาวกรีกโบราณและผู้คนทั่วไปเรียกกลุ่มดาวกลุ่มนี้ว่า “แมงป่อง” แต่ในอารยธรรมตะวันออก ชาวจีนโบราณเรียกกลุ่มดาวกลุ่มนี้ว่า “มังกรฟ้า” (Azure Dragon)  องค์ประกอบของกลุ่มดาวแมงป่อง กลุ่มดาวแมงป่องได้รับความสนใจจากผู้คนมานานหลายศตวรรษ […]

สาหร่ายปริศนากำลังเปลี่ยนกรีนแลนด์ให้เป็นสีชมพู

จุลชีพขนาดเล็กอย่างแบคทีเรียและสาหร่ายที่อาศัยอยู่ในผืนน้ำแข็งของกรีนแลนด์กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว และความอุดมสมบูรณ์ของพวกมันส่งผลให้น้ำแข็งละลายเร็วขึ้น

วัฏจักรสุริยะ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์

วัฏจักรสุริยะ คืออะไร ทำไมมนุษย์ถึงอยากศึกษาเรื่องราวของดวงอาทิตย์ วัฏจักรสุริยะ (Solar Cycle) คือ รอบของการเปลี่ยนแปลงจำนวน “จุดดับหรือจุดมืดบนดวงอาทิตย์” (Sunspot) ที่เป็นสาเหตุของแปรปรวนบนชั้นบรรยากาศด้านล่างของดวงอาทิตย์ ซึ่ง 1 รอบของวัฏจักรสุริยะมีคาบหรือระยะเวลาเฉลี่ยอยู่ที่ 11 ปี โดยครอบคลุมทั้งช่วงของการเพิ่มจำนวนขึ้นของจุดดับเรื่อยไปจนถึงจุดสูงสุดและการลดลงของจุดดับถึงจำนวนต่ำสุด และในทุก ๆ ครั้งของการขึ้นวัฏจักรใหม่ ขั้วแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะมีการกลับขั้วหรือสลับขั้วเหนือ-ใต้ระหว่างกัน ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์มากมายที่ส่งผลต่อสภาพอวกาศ (Space Weather) และสภาพอากาศของโลก วัฏจักรสุริยะและจำนวนจุดดับบนดวงอาทิตย์ ในหนึ่งรอบของวัฏจักรสุริยะ จุดดับหรือจุดมืดบนดวงอาทิตย์มักเริ่มปรากฏให้เห็นบริเวณละติจูดที่ 30 ถึง 35 องศาเหนือและใต้ ก่อนจะมีตำแหน่งเลื่อนไหลลงมาที่ละติจูดต่ำกว่าตามการหมุนรอบตัวเองของดวงอาทิตย์ จนกระทั่งเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรของดวงดาว ซึ่งในช่วงต่ำสุด จุดดับจะอยู่ในตำแหน่งบริเวณละติจูดที่ 7 องศาเหนือและใต้ อีกทั้ง ขนาดและจำนวนของจุดดับจะมีการเปลี่ยนแปลงไปในทุก ๆ วัน บางจุดที่มีขนาดใหญ่อาจคงอยู่ได้นานเป็นสัปดาห์ ขณะที่บางจุดที่มีขนาดเล็กอาจปรากฏขึ้นให้เห็นเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น วัฏจักรสุริยะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ช่วงหลัก คือ • ช่วงต่ำสุด (Solar Minimum) คือ ช่วงที่อาจไม่มีจุดดับปรากฏขึ้นนานหลายวันบนดวงอาทิตย์ • […]