Växterna hör när larverna kommer – och dödar dem

Växter kan på avstånd höra ljudet av larver som knaprar i sig blad och använda varningen för att stärka sitt naturliga försvar mot skadeinsekter när de själva angrips, rapporterar forskare från Missouri-universitetet i tidskriften Oecologia.

Reginald Cocroft, en av författarna, blev själv förvånad över hur extremt känslig hörsel växterna hade:

”Ljudvibrationerna från (larvens) ätande gav starka reaktioner från växten trots att bladet bara vibrerade upp och ner mindre än en tio tusendels tum”, säger han till New York Times. (En tum=2,54 centimeter)

Växternas hörsel lyfts nu fram som en tidigare underskattad och missförstådd del av deras sätt att kommunicera. Tanken är inte helt ny. Redan på 1970-talet hävdade forskare att växter kunde reagera på musik och vissa påstod till och med att de hade en särskild dragning till rockmusik.

Detta har senare tillbakavisats och idag är den dominerande uppfattningen att musik innehåller en alldeles för komplex blandning av ljud för att växterna ska kunna förhålla sig till intrycken. Dagens forskning är istället inriktad på enklare och ”ekologiskt relevanta ljud” som kan ha fyllt en praktisk funktion för växten under evolutionen.

På senare år har det blivit tydligt att växterna faktiskt kan kommunicera genom att utsöndra och läsa av bland annat växtkemikalier och genom olika typer av direktkontakt. Men forskarna har också insett att detta inte kan förklara alla fenomen och att växterna även måste använda andra former av kommunikation.

I den nya studien har de två Missouriforskarna Cocroft och Hedi Appel spelat in det lågfrekventa ljudet av en larv av arten rovfjäril som tuggar i sig i ett blad.  Hör ljudet av den tuggande larven här.

När de sedan spelade upp ljudet för en planta av arten backtrav visade det sig att växten – ett ganska vanligt ogräs – satte sitt naturliga försvar i förhöjd beredskap. När plantan sedan själv angreps av larver så kunde den utsöndra betydligt mer av sina egna bekämpningsmedel -växtkemikalierna anthocyanin och glukosinolater. Försvarsreaktionen blev mycket starkare än då angreppet skedde utan förvarning.

De flesta människor kan känna igen ljudet av några få insekter, som mygg och flugor, men för insekter och plantor finns det hundratusentals olika arter som ger ifrån sig distinkt olika ljud. Sedan länge vet forskarna att många insekter använder ljud för att kommunicera på koloninivå, för att informera om var mat finns eller för att varna för faror. De misstänker nu att växterna kommunicerar på ett liknande sätt.

Det är redan känt att ljudvibrationer kan fortplanta sig mellan olika plantor via rötterna och även via luften om avståndet mellan plantorna inte är mer än några centimeter. En annan framträdande forskare på området, Monica Gagliano vid University of Western Australia, har nyligen visat hur majsplantors rötter växer i riktning mot entoniga vattenburna ljud med frekvenser runt 200 hertz.

Rötterna tycktes alltså höra var det fanns vatten och svarade dessutom genom att själva ge ifrån sig klickande ljud med samma frekvens. Monica Gagliano utesluter inte att växterna i exempelvis en skog är uppkopplade mot varandra via väldiga nätverk av rötter och svampar som de använder för att sprida information med hjälp av akustiska signaler.

För att hålla isär alla de olika ljud som växten möts av måste den kunna känna igen de ljud som är viktiga och välja bort de oviktiga, och just detta klarade plantorna av i Missouriforskarnas försök. Först konstaterade de i ett experiment att växterna inte alls reagerade på ljudet av vind. Därefter jämförde de med en annan och för plantan ofarlig insekt – en dvärgstrit – vars ljud starkt påminner om det från larven. Även detta ljud kunde växten enkelt sortera bort.

Den enda tänkbara förklaringen forskarna ser till detta är att larvens mumsande sker stötvis och med korta avbrott, medan lätet från dvärgstriten är mer ihållande. På något sätt tycks alltså växterna kunna uppfatta och reagera inte bara på rätt frekvens utan också på regelbundenheten i ljudet.

Exakt hur detta går till är inte känt och blir nästa uppgift för forskarna att ta sig an. Hypotesen är att det akustiska ljudet påverkar en grupp proteiner i växternas celler som är känsliga för tryckförändringar.

Foto: Appel/Cocroft. Ljudet när en rovfjärilslarv tuggar i sig blad från backtrav spelas in med laservibrometri.