真菌能听到声音??
播放你最喜欢的播放列表可以为你的锻炼注入能量。对真菌来说也是如此——尽管大多数人可能会觉得它对音乐的品味有点奇怪。根据一项新研究,暴露在特定声音频率下的土壤微生物可能会从白噪音中获得能量提升,实验室中的这些微生物生长得更快。科学家们表示,他们希望今天发表在《生物学信函》上的这些发现能够引导出声音技术,以促进在植物微生物群落中扮演关键支持角色的微生物的生长,帮助恢复压力生态系统。
“作为人类,我们认为声音是一种我们能听到的空中刺激,”未参与该研究的北亚利桑那大学的森林昆虫学家Richard Hofstetter说。其他动物也会对声音做出反应。但即使是不能“听见”的植物和单细胞生物也能感受到振动。“它们没有耳朵或神经,”他说,但它们似乎会对构成声音的机械能量作出反应。“这是一种类似于光的能量,”他说。
Hofstetter的研究表明,一种叫做Botrytis cinerea的霉菌,它会在包括草莓在内的水果上生长,可以从冰箱的声学振动中得到生长的推动。声音也被证明可以促进大肠杆菌的生长。这两项研究使用的频率是几千赫兹(Hz),这种高亢的嗡嗡声似乎是微生物喜欢的。其他工作已经显示,居住在叶子上的微生物,在用Syrah葡萄酿造的葡萄酒中产生理想的风味化合物,它们对巴洛克和早期古典时代的音乐有反应。
弗林德斯大学的研究人员,包括微生物生态学家Jake Robinson和修复生态学家Martin Breed,决定探究声音是否能促进Trichoderma harzianum的生长,这是一种已被证明能促进植物生长并抵御疾病的土壤微生物。
首先,他们通过在80升塑料容器的墙上覆盖楔形声学泡沫来建造三个隔音间。接下来,他们用圆形菌片接种皮氏培养皿,并将它们分成两组。第一组在整个实验过程中被隔离在其隔音间内。第二组大部分时间也被隔离在其隔音间内,但每天一次,研究人员将其放入第三个隔音间,这个隔音间充当了一种听音站。每次30分钟,皮氏培养皿被放置在一个蓝牙扬声器上,播放大约8000 Hz的单调噪音——这些频率之前已被证明能促进微生物生长。Robinson将其比作旧收音机换台时的嘶嘶声。在5天的时间里,科学家们测量了每个样本的生长以及它产生的亮绿色孢子的数量。
那些随着静电噪声摇摆的真菌在培养皿中扩张并产生了更多的孢子,而不是那些没有这样做的真菌。到实验结束时,它们的生物量是未经处理组的1.7倍。
为什么会发生这种情况尚不清楚,但Robinson有一些假设。他指出,真菌细胞壁具有类似我们皮肤触觉受体的机械感受器,声学振动可能刺激它们并改变与真菌生长相关的基因表达。另一种可能是声音波的机械输入在细胞中引发了电响应——被称为压电效应——这同样会影响细胞信号传导和基因表达。
Robinson说他设想了一个场景,在这个场景中,生态学家可以通过播放声音来帮助支持压力生态系统,通过促进亲植物微生物的生长。这样的应用是“基本上未被开发利用的”,他说。
格拉茨工业大学研究微生物群落的Gabriele Berg警告说,在这成为可能之前,研究人员需要弄清楚声音如何影响实验室外的微生物。她指出,在野外,Trichoderma存在于一个复杂的社区中,许多其他微生物也会暴露于研究人员播放的任何声音。“土壤中有成千上万的其他微生物,它们会做出反应并相互作用。”
Robinson说他的团队计划探索声音如何影响这些更广泛的社区。“我们能否作为一个整体影响土壤或植物微生物群落?我们能否通过用自然声景刺激地球来加速土壤恢复过程?”
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