以色列特拉維夫大學的驚人發現:雌蛾根據附近植物發出的聲音來決定在哪裡產卵

研究團隊(從左到右):Guy Zer Eshel、Lilach Hadany 教授和 Rya Seltzer 博士
特拉維夫大學的一項科學突破:一項世界首創的研究揭示了植物與昆蟲之間的聲學相互作用。在這項研究中,研究團隊專注於雌蛾,發現它們會根據附近植物發出的聲音做出關鍵的決定——在哪裡產卵。當植物發出求救聲時,雌蛾會選擇不發出此類聲音的健康植物。這些聲音是超音波,超出了人耳的聽覺範圍,但飛蛾可以聽到。
這項研究是在特拉維夫大學動物學院的Yossi Yovel教授和植物科學與食品安全學院的Lilach Hadany教授的實驗室進行的。該研究由學生Rya Seltzer博士和Guy Zer Eshel領導,並與Volcani研究所植物保護研究所的科學家合作完成。論文發表在eLife雜誌。
這項研究延續了大約兩年前同一組研究人員發表的一項引人注目的發現,該發現引起了全世界的關注:植物在壓力下會發出超音波,這種頻率高於人類的聽覺範圍,但許多動物都能聽到。研究人員表示:「這一發現為深入研究動植物之間的聲音交流打開了大門。在本研究中,我們開始探索這一主題。」
約維爾教授解釋說:「在先前的研究中證明植物能夠發出聲音後,我們假設能夠聽到這些高頻聲音的動物可能會對它們做出反應並做出相應的決策。具體來說,我們知道許多與植物世界有著不同互動的昆蟲能夠感知植物的聲音。我們想研究這些昆蟲是否真的能夠感知這些聲音並做出反應。」
哈達尼教授補充說:「我們選擇研究雌蛾,它們通常將卵產在植物上,以便幼蟲孵化後可以以卵為食。我們假設雌蛾會尋找最佳產卵地點——一株能夠為幼蟲提供充足營養的健康植物。因此,當植物當發出脫水和壓力的信號時,飛蛾會注意到警告並避免在其上產卵嗎?

Yossi Yovel 教授和 Lilach Hadany 教授
在第一個實驗中,為了將聽覺成分與顏色、氣味等其他植物特徵區分開來,研究人員向雌蛾展示了兩個盒子:一個盒子裡裝著揚聲器,播放著脫水狀態下番茄植株的錄音,另一個盒子則保持靜默。飛蛾明顯偏愛嘈雜的盒子,它們很可能將其解讀為活的植物(即使處於壓力之下)。結論:飛蛾確實能夠感知並回應植物發出的聲音回放。當研究人員中和飛蛾的聽覺器官後,這種偏好消失了,它們對兩個盒子的選擇率相同——這清楚地表明,這種偏好是基於對聲音的聆聽,而非其他刺激。
在第二個實驗中,雌蛾被擺上了兩株健康的番茄植株——一株上裝有揚聲器,播放著番茄乾燥的聲音,另一株則保持安靜。它們再次表現出明顯的偏好——但這次它們更喜歡安靜的番茄植株,因為那裡沒有發出任何痛苦的聲音,因此很可能是它們產卵的更佳地點。

在另一項實驗中,飛蛾再次面對兩個盒子——一個盒子裡沒有聲音,另一個盒子裡裝著雄蛾,雄蛾也會發出與植物聲音頻率相似的超音波。這一次,雌蛾沒有表現出任何偏好,在兩個盒子裡平均產卵。研究人員得出結論,在決定產卵地點時,雌蛾會對植物發出的聲音做出特定反應,而不是像雄蛾那樣對聲音做出反應。
研究人員總結道:「在這項研究中,我們首次揭示了植物與昆蟲之間存在聲學相互作用的證據。然而,我們確信這僅僅是個開始。植物與動物之間的聲學相互作用無疑具有更多形式和廣泛的作用。這是一個廣闊的、尚未探索的領域——一個等待我們去發現的世界。」