ความเครียดของพืช ไม่ได้ยินไม่ใช่ไม่รู้สึก! พืช ‘กรีดร้อง’ เมื่อพวกมันเครียด ขาดน้ำ หรือบาดเจ็บ

ความเครียดของพืช – พืชจะส่งเสียงในช่วงคลื่นอัลตราโซนิกออกมาอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นเสียงที่มนุษย์ไม่ได้ยิน แต่นักวิทยาศาสตร์ได้บันทึกเสียงที่พวกมันสร้างขึ้นให้สามารถรับฟังได้ และมันไม่ใช่การร้องเพลงอย่างที่เราเห็นในภาพยนตร์

มนุษย์เรามีวิธีแสดงความไม่พอใจมากมาย ไม่ว่าจะเป็นการบ่น ก่นด่า กรีดร้อง คร่ำครวญ หรือร้องไห้ ซึ่งทำให้เราอาจคิดไปว่าการจะแสดงความรู้สึกแบบนั้นได้ต้องอาศัยอวัยวะส่งเสียงอย่าง ‘ปาก’ เป็นอย่างน้อยที่สุด แต่การวิจัยที่เผยแพร่ในวารสาร ‘Cell’ แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตจากอาณาจักรพืชก็ส่งเสียงได้โดยไม่จำเป็นต้องมีปาก

นักวิทยาศาสตร์พบว่าต้นไม้ที่มีความเครียดจะส่งเสียงที่สามารถได้ยินได้ไกลหลายฟุต และเสียงประเภทนี้ก็สอดคล้องกับสิ่งเลวร้ายที่เกิดขึ้นกับต้นไม้ด้วย กล่าวอีกนัยก็คือ เสียงที่ต้นไม้ ‘กรีดร้อง’ นั้นไม่เหมือนกับเสียงพึมพำเกี่ยวกับความวิตกกังวลที่คุณอาจกล่าวมันออกมาช่วงใกล้เวลา ‘เดดไลน์’ ที่ต้องส่งงานใหญ่

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า เสียงที่เกิดขึ้นและดังลั่นนั้นเป็นผลกระทบจากการเกิดโพรงอากาศ เมื่อมีฟองอากาศเล็ก ๆ ระเบิดขึ้น มันก็สร้างให้เกิดคลื่นกระแทกขนาดเล็กภายในระบบหลอดเลือดของพืช ซึ่งไม่ต่างจากสิ่งที่เกิดขึ้นในข้อต่อของคุณเมื่อคุณหักข้อนิ้วดังกร็อบแกร็บ

“การเกิดโพรงอากาศเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุด อย่างน้อยก็สำหรับเสียงส่วนใหญ่” ดร. ลิลัค ฮาดานี (Lilach Hadany) นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟในอิสราเอลกล่าว

โดยปกติแล้วพืชมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตตลอดเวลาเช่น ผึ้งที่บินเข้าใกล้ และยังสื่อสารกับสิ่งมีชีวิตรูปรวมถึงพืชชนิดอื่น ๆ ในรูปแบบที่แตกต่างออกไป ไม่ว่าจะเป็นการปล่อยสารเคมีที่เรียกว่าสารระเหยง่ายออกมา หรือไม่ก็สารเคมีตามเครือข่ายราก แต่เมื่อเป็นการวิจัยเกี่ยวกับการตรวจจับหรือผลิตเสียงของพืช การศึกษาต่าง ๆ กลับยังไม่มีใครพูดถึง

ดร. ฮาดานีกล่าวว่า “คำถามเปิดข้อหนึ่งที่กวนใจฉันคือปัญหาเกี่ยวกับพืชและเสียง”

หลังจากที่เธอได้พบกับ โยสสิ โยเวล (Yossi Yovel) นักวิทยาศาสตร์ซึ่งกำลังศึกษาเสียงค้างคาวที่เทลอาวีฟ ทั้งคู่ก็ตัดสินใจร่วมมือกันเพื่อตอบคำถามนี้ด้วยกัน โดบพวกเขาเน้นไปที่ต้นมะเขือเทศและยาสูบเพราะปลูกง่ายและมีพันธุกรรมที่เข้าใจกันดี

ต้นไม้ตัวอย่างจะถูกวางในกล่องไม้เก็บเสียง โดยมีไมโครโฟนสองตัวชี้ไปที่ลำต้น เพื่อที่จะบันทึกทุกสิ่งเท่าที่ทำได้ ตั้งแต่เสียงกระซิบแผ่วเบาไปจนถึงเสียงร้องที่ดังลั่น นักวิจัยพบว่าพวกมันต่างส่งเสียงจำนวนมาก ตั้งแต่เสียงอึกทึกครึกโครมมากขึ้นเมื่อพวกมันขาดน้ำจนถึงเสียงที่เกิดขึ้นเมื่อถูกตัดลำต้นจากการจำลองการโจมตีของสัตว์กินพืช ชี้ให้เห็นว่าพวกมันไม่ใช่สิ่งมีชีวิตที่พูดน้อยเสมอไป

“เมื่อพืชเหล่านี้อยู่ในสภาพดี พวกมันจะปล่อยเสียงออกมาน้อยกว่า 1 เสียงต่อชั่วโมง” ดร. ฮาดานีบอก “แต่เมื่อถูกคุกคาม พวกมันก็เปล่งเสียงออกมามากขึ้น บางครั้งอาจมากถึง 30-50 เสียงต่อชั่วโมง และมันอาจมีความสำคัญเพราะน่าจะมีสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่วิวัฒนาการมาเพื่อได้ยินเสียงเหล่านี้และตีความได้”

ทีมวิจัยระบุว่าต้นไม้ที่มีสุขภาพดีจะส่งเสียงคลิกเบา ๆ แต่เสียงนั้นจะดังขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อต้นไม้ขาดน้ำหรือถูกตัด ซึ่งอุปกรณ์สามารถรับเสียงได้ไกลถึง 3-5 เมตรที่ระดับความถี่ 40-80 KHz ซึ่งเป็นเสียงที่มีความถี่สูงเกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน แต่แมลงอย่างผีเสื้อกลางคืน และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กสามารถ ‘ฟัง’ และพวกมันอาจมีพฤติกรรมตอบสนองต่อเสียงนั้น

นักวิจัยยังสามารถรับเสียงเดียวกันจากพืชชนิดอื่นที่อยู่ในเรือนกระจกเดียวกันได้เช่นกัน เช่น องุ่นและข้าวสาลี โปรแกรมแมชชีนเลิร์นนิงสามารถบอกได้อย่างถูกต้องด้วยความแม่นยำ 70 เปอร์เซ็นต์ว่าพืชที่กำลัง ‘กรีดร้อง’ นั้นกระหายน้ำหรือเสี่ยงต่อการโดนตัดหรือไม่ ทว่าก็ยังไม่ถูกต้อง 100 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นเราในตอนนี้ทำได้แต่เดา

“การที่พืชส่งเสียงต่าง ๆ ที่มีข้อมูลบางอย่างออกมา ดูเหมือนจะเป็นส่วนสนับสนุนหลักของการศึกษาวิจัยครั้งนี้” ริชาร์ด คาร์บาน (Richard Karban) นักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว “ผมคิดว่ามันจะขับเคลื่อนสาขาวิชานี้ไปข้างหน้า”

ต้นไม้ได้ส่งเสียงที่มนุษย์ได้ยินออกมา ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จะต้องมีอุปกรณ์รับพิเศษ จากนั้นก็ต้องประมวลผลแล้วเปลี่ยนให้เป็นเสียงที่เราได้ยินได้ กระนั้นเสียงก็อยู่ในช่วงการได้ยินของสัตว์อื่น ๆ อย่างหนูและแมลงเม่า มันจึงเป็นคำถามต่อไปว่าต้นไม้ชนิดอื่นสามารถฟังเสียงนั้นของเพื่อนบ้านได้หรือไม่

ก่อนหน้านี้ กลุ่มของดร. ฮาดานี แสดงให้เห็นในรายงานปี 2019 ว่าดอกไม้บางชนิดตอบสนองต่อเสียงของแมลงผสมเกสรที่เข้ามาใกล้ด้วยการสร้างน้ำหวานมากขึ้น การค้นหาว่าสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ว่าตอบสนองต่อเสียงที่เกิดจากพืชเครียดหรือไม่ รวมถึงการใช้ข้อมูลที่เสียงดังกล่าวแสดงออกมานั้นเกี่ยวกับสภาพของพืชหรือไม่ ถือเป็นความรู้ต่อไปที่สำคัญ

ดร. คาร์บาน อาจเห็นนักชีววิทยาด้านพืชคนอื่น ๆ ตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับผลกระทบของผลลัพธ์ แต่เขากล่าวว่าสิ่งเหล่านี้ได้เน้นย้ำถึงความซับซ้อนอันน่าประหลาดใจของพืช ในฐานะสิ่งมีชีวิตที่อยู่ประจำที่ พืชจึง “ตระหนักรู้ถึงสภาพแวดล้อมของพวกมันเป็นอย่างดี” เขากล่าว

และท้ายที่สุดในตอนนี้ เราอาจพบว่าต้นไม้ในบ้านหรือบนขอบหน้าต่างของเรากำลังคร่ำครวญอย่างเศร้าโศกเกี่ยวกับสภาพที่ถูกทิ้งไว้หรือไม่ แล้วรดน้ำให้พวกเขาสักหน่อย

สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

ที่มา
.
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00262-3
https://www.livescience.com/stressed-plants-scream-and-it-sounds-like-popping-bubble-wrap
https://www.theguardian.com/environment/2023/mar/30/plants-emit-ultrasonic-sounds-in-rapid-bursts-when-stressed-scientists-say
https://www.scientificamerican.com/article/stressed-plants-cry-and-some-animals-can-probably-hear-them/
https://www.nytimes.com/2023/03/30/science/plant-sounds-stress.html
https://www.sciencealert.com/plants-really-do-scream-out-loud-we-just-never-heard-it-until-now4

อ่านเพิ่มเติม การเจริญเติบโตของพืช : การงอกของเมล็ด