枯れゆく植物はあなたに向かって「叫んでいる」

植物は人間のようにおしゃべりはできないが、ただ静かに座っているわけではない。水不足や物理的な損傷など、特定の状況下では、植物は振動して音波を発する。通常、その音波は人間の耳には高すぎるため、気付かれない。

しかし生物学者は今では遠くからでも音波を聞くことができる。イスラエルのテルアビブ大学の生物学者リラハ・ハダニー氏とその同僚は音波を録音することに成功した。彼らはその研究をCell誌に発表した。 今日。

ハダニー氏と同僚の研究は、「植物の生物音響学」と呼ばれるニッチだが新興の分野の一部である。科学者は植物が生態系の背景における単なる不活性な装飾ではなく、防御機構として化学物質を放出するなど、周囲と相互作用していることを知っているが、研究者は植物がどのように音に反応し、音を出すのかを正確には知らない。この謎を解くことで、農家は植物の世話をする新しい方法を得ることができるだけでなく、驚くべきことが解明されるかもしれない。植物には、私たちがこれまで気づかなかった感覚があるのだ。

「植物が発する音は、何らかのストレスを受けた後にははるかに顕著になる」ことはすでにわかっていると、ドイツのボン大学の植物音響学研究者で、今回の研究には参加していないフランティシェク・バルシュカ氏は言う。しかし、これまでの植物音響学の実験では、振動を測定するために植物の音を非常に近い距離で聞かなければならなかった。一方、ハダニー氏と同僚たちは、部屋の向こう側から植物の音を拾うことに成功した。

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研究チームはまず、トマトとタバコの植物で自分たちの考えを試した。一部の植物には定期的に水をやり、他の植物には数日間水をやらずに放置した。これは干ばつのような状態をシミュレートするプロセスだった。最後に、最も不運な植物は根から切り離された。

理想的な環境にある植物は、元気に育っているように見えました。しかし、損傷を受けて水分を失った植物は、奇妙な行動をとりました。数分おきにカチカチという音を発していたのです。

もちろん、干ばつに見舞われたトマト畑をマチェーテを持って歩き、目につくすべての蔓を切ったとしても、苦しむ植物たちの合唱は聞こえないだろう。植物は超音波を発しているが、その周波数は人間の耳には聞こえないほど高い。研究者がこれらのクリック音を今になってようやく感知できたのも、そのためである。
「誰もが超音波検査を行うための機器を持っているわけではないし、こうした広い周波数を調べる心構えも持っていない」と、論文の著者ではない英国ブリストル大学の教授で生態学者のダニエル・ロバート氏は言う。

研究者たちは、小麦、トウモロコシ、ワイン用ブドウ、ピンクッションサボテン、ホトケノザ（北半球でよく見られる春の雑草）など、水分を奪われた他の植物でも同様の音を録音することができた。

生物学者は、このクリック音は、植物全体に水と栄養分を運ぶ「パイプ」である木部から発生するのではないかと考えている。圧力差により、気泡が液体に入り込む。気泡は大きくなり、ついには弾ける。その破裂音が科学者が捉えた音である。このプロセスはキャビテーションと呼ばれる。

キャビテーションを研究する人のほとんどは生物学者ではなく、物理学者やエンジニアです。彼らにとって、キャビテーションは厄介なものです。破裂した気泡は、ポンプ、プロペラ、水力タービン、その他水中で作動する装置に損傷を与える可能性があります。しかし、一方で、キャビテーションを私たちのために利用することもできます。たとえば、超音波宝石洗浄機などです。

植物が脱水状態にあるときなど、特定の条件下ではキャビテーションが発生することは知られているが、科学者たちはこのプロセスが植物から聞こえる音を完全に説明できるかどうか確信が持てない。「メカニズムは1つだけではないかもしれない」とロバートは言う。

著者らは、自分たちの研究が最終的には植物栽培者に役立つかもしれないと推測している。栽培者は遠くから音を聞いて温室の植物を監視できるようになるからだ。この将来的な可能性をサポートするために、ハダニー氏と同僚らは機械学習モデルを訓練し、音波を分解して特定の音の原因となるストレスを判別できるようにした。この種の技術は、しおれた葉に驚くのではなく、園芸家に警告を与えることができるかもしれない。

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ロバートは、人間と違って、動物はすでに植物の音を聞くことができるのではないかと考えている。例えば、着地場所や卵を産む場所を探している昆虫は、音を聞いて植物の健康状態に基づいて植物を選ぶかもしれない。

ロバートは、自然界に音（または光や電場）のような観察可能な性質があれば、一部の生物はそれを利用するように進化するだろうと説明する。「これが、人間が耳を持っている理由です」と彼は言う。

もしそうだとしたら、もしかしたら逆のことも起こり得るかもしれない。植物は音にも反応するかもしれないのだ。バルシュカのような科学者は、植物が外部の音を「聞く」ことができることをすでに証明している。例えば、研究によると、葉の毛状突起の一部は、それをかじるミミズの振動に反応する。また、実験室では、一部の植物の根の先端が、入ってくる音の方向に土を突き抜けて伸びていくのを研究者たちが観察している。

もしそうだとしたら、生物学者の中には、植物は私たちが思っているよりももっと洗練された「感覚」を持っているかもしれないと考える人もいる。

「植物は周囲の状況を必ず認識しているはずです。環境は常に変化しているため、植物は毎秒反応しなければなりません」とバルシュカ氏は言う。「植物は何らかの方法で環境を理解できなければなりません。」