科学者は植物が実際に「話す」ことができることを発見しましたか?

ポプラの葉は風が吹くとカサカサと音を立て、熟した豆のさやは振るとカサカサと音を立てますが、植物自体が音を出すことはできるのでしょうか?

2023年4月、イスラエルのテルアビブ大学の研究者らが、これまでの認識を覆す論文を発表した。植物はストレスを受けるとより多くの音を発しますが、植物が発する独特の音は人間の耳の可聴範囲を超える高周波です。植物が発する音にはどんな意味があるのでしょうか？

一般的に、人間の耳は 20 ～ 20,000 Hz の周波数の音を聞き分けることができます。この範囲より低い振動周波数を持つ超低周波音と、この範囲より高い振動周波数を持つ超音波は、人間の耳では受信できません。そのため、私たちは通常、植物の音を聞くことができません。

では、科学者はどのようにしてこれらの音が植物自身によって発せられていることを証明するのでしょうか?環境背景音による干渉を避けるため、実験者は背景騒音のない地下室に植物を置き、タバコとトマトの苗を植えました。音を録音するために、各植物から約 10 cm 離れたところに超音波マイクを設置しました。

録音を分析したところ、植物は4万～8万ヘルツの周波数の音を発していたことが判明した（成人が聞き取れる最高周波数は約16キロヘルツ）。科学者たちはまた、植物に水が不足すると、植物が出す音の回数が1時間に1回から数十回へと大幅に増加することも発見した。この研究は、植物の感覚に対する理解を深め、植物が特定の化学物質を放出するだけでなく、音によってもコミュニケーションできることを示しています。

この情報を見たときに私たちが最初に感じたのは、植物はコミュニケーションできるのか、ということでした。音を出すことと会話をすることは実際には同じことではないことに注意する必要があります。記事の冒頭で述べたように、葉の間を吹く風も音を出しますが、これは明らかに会話ではありません。

これまでも、褒められた植物は豊かに育ち、言葉で攻撃された植物は枯れてしまうという動画がいくつかありました。しかし、これらのビデオは厳密な意味での実験ではありません。植物を 2 つの鉢だけ使用した場合、科学実験に必要な最小サンプル数に達しません (30 は小さいサンプル数と見なされます)。同時に、2 つの花の鉢の環境 (水、光、空気) がまったく同じであることを保証することもできません。これらの要素を除いたとしても、植物はどのようにして人間の言語の意味を理解できるのでしょうか?実際、異なる人々のグループの間では、言語コミュニケーションの障壁は言うまでもなく、表情や身振りで表現される意味さえも異なります。人間同士の情報伝達には障害があるが、どうすれば人間と植物の間でシームレスなコミュニケーションが実現できるのだろうか。

では、植物が発する音を理解することは私たちにとってどのような役に立つのでしょうか?実際、とても便利です。植物の音の発生と環境の関係を理解することで、作物の健康状態をリアルタイムで監視し、音の発生に応じて水や肥料の供給をリアルタイムで調整し、作物がより良い生育条件を得られるようになります。

植物は音を発し、また音を聞くこともできます。西双版納には舞踏草と呼ばれる植物があります。音楽が鳴ると、小さな葉が音楽に合わせて踊っているかのように上下に踊ります。これまでのところ、研究者たちは、音波が踊る草の細胞を刺激して水を吸収・放出させ、その結果踊っているように見えることを発見しました。

踊る草の揺れには特別な意味はないようですが、月見草は特定の訪問者の音を聞くと、特定のご馳走を用意します。

研究者らは、ミツバチの鳴き声や人工音の録音を含む一連の音に月見草の花をさらし、音を再生する前と後に月見草から蜜を採取したところ、ミツバチの鳴き声を「聞いた」月見草の蜜のショ糖含有量が20％増加することを発見した。まさに「親戚を迎えるのに良いワイン」です。

実際、人間の感覚の範囲は非常に限られているため、今日でも植物の知覚についてはほとんどわかっていません。聴覚、視覚、嗅覚のいずれにも大きな制限があります。目は可視光線しか見ることができませんが、紫外線や赤外線は見ることができます。嗅覚は比較的強い匂いしか区別できない。聴覚は特定の周波数範囲内の振動しか認識できず、異なる種間のコミュニケーションはこの範囲を超えると制限される可能性があります。将来、さまざまな機器を使用して生物の知覚を探求することで、私たちの認知領域が大幅に拡大し、私たちの周りの動物や植物の友達をよりよく理解できるようになります。

この記事は、科学普及中国星空プロジェクトの支援を受けた作品です。

著者: Shi Jun

査読者：王 康（北京植物園科学普及センター所長、教授級上級エンジニア）

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司