Le piante stressate emettono suoni ultrasonici

Le piante stressate emettono suoni nell'aria registrabili a distanza e classificabili, che possono essere rilevati anche da altri organismi

Svolta globale: per la prima volta al mondo, i ricercatori dell'Università di Tel Aviv hanno registrato e analizzato i suoni distintamente emessi dalle piante. I suoni simili a clic, simili allo scoppiettio dei popcorn, vengono emessi a un volume simile al parlato umano, ma ad alte frequenze, oltre il raggio uditivo dell'orecchio umano. I ricercatori: «Abbiamo scoperto che le piante di solito emettono suoni quando sono sotto stress, e che ogni pianta e ogni tipo di stress è associato a uno specifico suono identificabile. Sebbene impercettibili all'orecchio umano, i suoni emessi dalle piante possono probabilmente essere uditi da vari animali, come pipistrelli, topi e insetti».

Lo studio è stato condotto dalla Professoressa Lilach Hadany della School of Plant Sciences and Food Security presso la Wise Faculty of Life Sciences, insieme al Professor Yossi Yovel, Head of the Sagol School of Neuroscience e docente presso la School of Zoology and the Steinhardt Museum of Natural History e gli studenti ricercatori Itzhak Khait e Ohad Lewin-Epstein, in collaborazione con i ricercatori della Raymond and Beverly Sackler School of Mathematical Sciences, dell'Institute for Cereal Crops Research e della Sagol School of Neuroscience - tutti presso la Tel Aviv University. Il documento è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Cell. (1)

La dottoressa Hadany dice: «Da studi precedenti sappiamo che i vibrometri attaccati alle piante registrano le vibrazioni. Ma queste vibrazioni diventano anche onde sonore trasportate dall'aria, vale a dire suoni che possono essere registrati a distanza? Il nostro studio ha affrontato questa domanda, che i ricercatori hanno dibattuto per molti anni».

Nella prima fase dello studio i ricercatori hanno collocato le piante in una scatola acustica in uno scantinato tranquillo e isolato, senza rumori di fondo. Microfoni ad ultrasuoni che registrano suoni a frequenze di 20-250 kilohertz (la frequenza massima rilevata da un essere umano adulto è di circa 16 kilohertz) sono stati installati a una distanza di circa 10 cm da ciascuna pianta. Lo studio si è concentrato principalmente sulle piante di pomodoro e tabacco, ma sono stati rilevati anche grano, mais, cactus e henbit. (2)

La dottoressa Hadany Hadany spiega la dinamica: «Prima di collocare le piante nella cassa acustica le abbiamo sottoposte a vari trattamenti: alcune piante non erano state annaffiate per cinque giorni, in alcune il fusto era stato tagliato, ed alcune erano intatte. La nostra intenzione era verificare se le piante emettono suoni e se questi suoni sono influenzati in qualche modo dalle condizioni della pianta. Le nostre registrazioni hanno indicato che le piante nel nostro esperimento emettevano suoni a frequenze di 40-80 kilohertz. Le piante non stressate emettevano in media meno di un suono all'ora, mentre le piante stressate – sia disidratate che ferite – emettevano decine di suoni ogni ora».

Le registrazioni raccolte in questo modo sono state analizzate da algoritmi di machine learning (AI) appositamente sviluppati. Gli algoritmi hanno imparato a distinguere tra diverse piante e diversi tipi di suoni e alla fine sono stati in grado di identificare la pianta e determinare il tipo e il livello di stress dalle registrazioni. Inoltre, gli algoritmi hanno identificato e classificato i suoni delle piante anche quando le piante sono state collocate in una serra con molto rumore di fondo. Nella serra i ricercatori hanno monitorato le piante sottoposte a un processo di disidratazione nel tempo e hanno scoperto che la quantità di suoni da esse emessi aumentava fino a un certo picco, per poi diminuire.

La dottoressa Hadany conclude: «In questo studio abbiamo risolto una controversia scientifica molto antica: abbiamo dimostrato che le piante emettono suoni! I nostri risultati suggeriscono che il mondo intorno a noi è pieno di suoni delle piante e che questi suoni contengono informazioni, ad esempio sulla scarsità d'acqua o lesioni. Partiamo dal presupposto che in natura i suoni emessi dalle piante vengono rilevati da creature vicine, come pipistrelli, roditori, vari insetti e possibilmente anche altre piante - che possono sentire le alte frequenze e ricavare informazioni rilevanti. Crediamo che gli esseri umani possano utilizzare anche queste informazioni, con gli strumenti giusti, come i sensori che dicono ai coltivatori quando le piante hanno bisogno di essere annaffiate. Apparentemente, un idilliaco campo di fiori può essere un luogo piuttosto rumoroso. È solo che non riusciamo a sentire i suoni!»

Negli studi futuri i ricercatori continueranno a esplorare una serie di domande intriganti:

qual'è il meccanismo alla base dei suoni delle piante?

In che modo le falene rilevano e reagiscono ai suoni emessi dalle piante?

Anche altre piante sentono questi suoni?

E altro ancora...

Riferimenti:

(1) Sounds emitted by plants under stress are airborne and informative

(2) Global breakthrough: Plants emit sounds!

Descrizione foto: Da sinistra a destra: Professor Yossi Yovel e la Professoressa Lilach Hadany. - Credit: Tel Aviv University.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Plants Emit Sounds – Especially When Stressed