Ćmy reagują na dźwięki. Nie tylko te wydawane przez ludzi

Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie w Tel Awiwie wskazały na interakcje akustyczne między roślinami a owadami. Naukowcy odkryli, że samice nocnych motyli decydują o miejscu złożenia jaj na podstawie ultradźwięków emitowanych przez rośliny.

Wyniki oraz opis badań ukazał się na łamach pisma "eLife" (DOI: 10.7554/eLife.104700.1).

Niektóre rośliny pozbawione wody lub po fizycznym uszkodzeniu mogą generować ultradźwiękowe piski. Ich częstotliwość jest zbyt wysoka, aby nasze uszy mogły je wykryć, ale prawdopodobnie mogą je usłyszeć owady, inne ssaki i też inne rośliny. Te ultradźwiękowe krzyki zawierają informacje o stanie zdrowia rośliny.

Dźwięki te są podobne do kliknięć myszką, trzaskania popcornu czy pękania folii bąbelkowej i emitowane są z głośnością podobną do ludzkiej mowy, ale na wysokich częstotliwościach, poza zasięgiem słyszalności ludzkiego ucha. Nie jest to nowe odkrycie, bo badacze z Izraela już pod koniec 2019 roku donosili o tym, że rośliny mogą emitować ultradźwięki.

– Po udowodnieniu w poprzednim badaniu, że rośliny wytwarzają dźwięki, postawiliśmy hipotezę, że zwierzęta zdolne do słyszenia tych dźwięków o wysokiej częstotliwości mogą na nie reagować i podejmować odpowiednie decyzje. Wiemy, że wiele owadów, które mają różnorodne interakcje ze światem roślin, potrafi odbierać ich dźwięki. Chcieliśmy zbadać, czy takie owady rzeczywiście wykrywają te dźwięki i na nie reagują – powiedział Yossi Yovel, współautor publikacji.

Kontynuując swoje prace nad komunikacją akustyczną między roślinami a zwierzętami naukowcy zbadali, jak na dźwięki roślin reagują ćmy. – Postanowiliśmy skupić się na samicach motyli nocnych, które zazwyczaj składają jaja na roślinach, aby larwy mogły się nimi żywić po wykluciu. Założyliśmy, że samice szukają optymalnego miejsca do złożenia jaj – zdrowej rośliny, która będzie w stanie odpowiednio odżywiać larwy – powiedziała Lilach Hadany z Uniwersytecie w Tel Awiwie.

Hadany przyznała, że wraz z zespołem chcieli się przekonać, czy ćmy zwrócą uwagę na sygnały alarmowe wydawane przez roślinę. W tym celu przeprowadzili kilka eksperymentów. Każdy powtórzyli co najmniej dziewięć razy i za każdym razem testowali inną grupę owadów. W pierwszym naukowcy zaprezentowali samicom ciem z gatunku Spodoptera littoralis dwa pudełka: jedno zawierało głośnik odtwarzający dźwięki pozbawionych od dłuższego czasu wody pomidorów, a w drugim nie było nic. Ćmy wyraźnie preferowały "hałaśliwe" pudełko, które prawdopodobnie interpretowały jako żywą roślinę, nawet jeśli była ona pod wpływem stresu.

Naukowcy doszli do wniosku, że ćmy rzeczywiście odbierają i reagują na odtwarzanie dźwięków emitowanych przez rośliny. Gdy zablokowali narządy słuchu ciem, preferencja ta zniknęła i wybierały one oba pudełka, co stanowi wyraźny dowód na to, że preferencja ta opierała się na dźwiękach, a nie na innych bodźcach.

W drugim eksperymencie samicom motyli nocnych zaprezentowano dwie zdrowe rośliny pomidorów. Jedną badacze wyposażyli w głośnik, który odtwarzał dźwięki niemal ususzonej rośliny, a drugą pozostawili samą sobie, bez głośnika. Okazało się, że samice wyraźnie preferowały, tym razem roślinę wyciszoną, z której nie dochodziły żadne niepokojące dźwięki i która prawdopodobnie została uznana za lepsze miejsce do składania jaj.

W kolejnym eksperymencie samicom ciem zostały przedstawione dwie skrzynki – jedna była pusta i cicha, a druga zawierała samce ciem, które również emitują ultradźwięki o częstotliwości zbliżonej do dźwięków roślin. Tym razem samice nie wykazywały żadnych preferencji i składały jaja w obu skrzynkach w równym stopniu. Naukowcy doszli do wniosku, że decydując o miejscu złożenia jaj, samice reagują specyficznie na dźwięki emitowane przez rośliny, a nie na dźwięki wydawane przez samce.

"W tym badaniu ujawniliśmy pierwsze dowody na interakcję akustyczną między rośliną a owadem. Jesteśmy jednak przekonani, że to dopiero początek. Interakcja akustyczna między roślinami a zwierzętami niewątpliwie ma o wiele więcej form i pełni szeroki zakres funkcji. To rozległy, niezbadany obszar, cały świat czekający na odkrycie" – podsumowali naukowcy w publikacji.

– Na tym etapie to spekulacja, ale możliwe, że wiele gatunków zwierząt podejmuje decyzje na podstawie dźwięków słyszanych od roślin, na przykład czy zapylić, schować się w ich wnętrzu, czy roślinę zjeść – zasugerował Yovel.

Kolejnym obszarem badań jest to, czy rośliny mogą przekazywać sobie informacje za pomocą dźwięku i reagować na nie, na przykład oszczędzając wodę podczas suszy. – Jeśli roślina jest zestresowana, organizmem najbardziej zaniepokojonym są inne rośliny, które mogą reagować na to na wiele sposobów – przyznała Hadany.