Μια start-up στον χώρο της γεωργίας ακριβείας δημιούργησε ειδικά σχεδιασμένα ηχητικά μοτίβα με στόχο να «προγραμματίσει» την ανάπτυξη των φυτών, υποστηρίζοντας ότι αυτά οδηγούν σε μεγαλύτερες σοδειές και αλλαγές στα χαρακτηριστικά τους, χωρίς γενετική μηχανική ή χημικά. Αν τα ευρήματα επιβεβαιωθούν από περαιτέρω έρευνα, η δουλειά αυτή θα μπορούσε να διευρύνει την κατανόηση των επιστημόνων για τον τρόπο με τον οποίο τα φυτά αντιλαμβάνονται το περιβάλλον τους και να ανοίξει νέους τρόπους επηρεασμού της ανάπτυξης των καλλιεργειών.
Τα φυτά δεν ακούνε με τον ίδιο τρόπο που ακούνε τα ζώα, όμως όλο και περισσότερα στοιχεία δείχνουν ότι μπορούν να αντιλαμβάνονται και να ανταποκρίνονται στις δονήσεις του περιβάλλοντός τους. Σε μια γνωστή μελέτη, ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο ήχος από μια κάμπια που μασούσε φύλλο έκανε τα φυτά να παράγουν χημικές ουσίες άμυνας απέναντι στα φυτοφάγα έντομα.
Η start-up Haivya, με έδρα την Καλιφόρνια, επιχειρεί να διεγείρει την ανάπτυξη των φυτών μέσω του υπό κατοχύρωση πρωτοκόλλου της, με την ονομασία “Bioacoustic Cultivation and Communication Protocol” (BCCP), το οποίο εκθέτει τα φυτά σε ακριβώς σχεδιασμένα ηχητικά σήματα. «Δεν είναι μουσική και δεν είναι εκρήξεις ήχου», λέει η Andrea Ott-Dahl, ιδρύτρια της Haivya. «Είναι πολυεπίπεδοι ήχοι και συχνότητες», που μπορούν να αναπαραχθούν από οποιοδήποτε ηχείο, σε ένταση κάτω από 80 ντεσιμπέλ, λέει η ίδια. Για σύγκριση, τα 80 ντεσιμπέλ αντιστοιχούν περίπου σε ήχο σαν σειρήνα περιπολικού ή σε ένα θορυβώδες εστιατόριο.
Σε άρθρο που αναρτήθηκε διαδικτυακά την περασμένη εβδομάδα, η Haivya παρουσίασε τα αποτελέσματα δοκιμών σε επτά είδη, μεταξύ των οποίων πιπεριές, σόγια και κάνναβη. Η έρευνα έδειξε πολύ διαφορετικά αποτελέσματα σε γενετικά όμοια φυτά που εκτέθηκαν σε δύο διαφορετικά πρωτόκολλα BCCP. Το ένα οδήγησε σε 42% μεγαλύτερη απόδοση, ενώ το άλλο σε 59% μεγαλύτερη απόδοση, 14% ταχύτερο κύκλο ανάπτυξης και μειωμένη κατανάλωση νερού σε σύγκριση με τις ομάδες ελέγχου. Δοκιμή από τρίτους σε φυτά κάνναβης έδειξε ότι η χρήση του BCCP αύξησε κατά 90% τη βιομάζα που μπορούσε να πωληθεί και μείωσε την κατανάλωση νερού κατά 34%.
Το BCCP ξεκινά από τη βλάστηση και συνεχίζεται σε όλο τον κύκλο ζωής του φυτού, με τους ήχους να αλλάζουν καθώς αυτό μεγαλώνει. «Εστίασα στις συχνότητες που χρειάζονται για να επιτευχθούν τα επιθυμητά αποτελέσματα σε κάθε φάση», λέει η Ott-Dahl. Στο στάδιο του σπορόφυτου, για παράδειγμα, προτεραιότητα είναι η ανάπτυξη των ριζών, ενώ στη βλαστική φάση το βάρος πέφτει στην ανάπτυξη περισσότερων σημείων άνθισης.
Η Ott-Dahl λέει ότι η αλλαγή στα ηχητικά μοτίβα μεταξύ των σταδίων ανάπτυξης είναι αυτό που διαφοροποιεί το BCCP από προηγούμενα πειράματα βιοακουστικής στα φυτά. «Το πρωτόκολλο είναι σχεδιασμένο γύρω από έναν συγκεκριμένο στόχο, είτε αυτός είναι η απόδοση, η δομή ή ένα συγκεκριμένο βιοχημικό αποτέλεσμα, και όχι απλώς η γενική έκθεση στον ήχο», λέει.
Ο Simon Gilroy από το University of Wisconsin-Madison λέει ότι είναι πλέον καλά τεκμηριωμένο πως τα φυτά ανταποκρίνονται στον ήχο. Ωστόσο, οι επιστήμονες «δεν ξέρουμε ακριβώς τι είναι αυτό που αντιλαμβάνεται αυτή τη δόνηση και τη μετατρέπει σε βιοχημικό σήμα στο φυτό», λέει.
Στην ανθρώπινη ακοή, οι δονήσεις του ήχου λυγίζουν τις μικροσκοπικές τριχοειδείς κυψέλες στο εσωτερικό αυτί, με αποτέλεσμα να εισέρχονται ιόντα ασβεστίου στα κύτταρα και να απελευθερώνονται χημικά σήματα προς τα γειτονικά νεύρα. Τα φυτά θα μπορούσαν να αντιλαμβάνονται τον ήχο με παρόμοιο τρόπο, λέει η Ott-Dahl, μέσω ιοντικών διαύλων που ανταποκρίνονται στις φυσικές δονήσεις επιτρέποντας σε ιόντα ασβεστίου ή καλίου να μπαίνουν και να βγαίνουν από τα κύτταρα.
Η μελέτη της Haivya δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματά της. Πέρα από αυτό, χρειάζεται να καταλάβουμε πώς λειτουργεί, λέει ο Gilroy. «Υπάρχουν πολλά πράγματα που μπορεί να συμβαίνουν. Μπορεί ακόμη και το ηχητικό σήμα να μην επηρεάζει απευθείας το φυτό, αλλά το έδαφος».
Αν το BCCP επιβεβαιωθεί, οι συνέπειες για τη γεωργία και την κατανόηση της βιολογίας των φυτών θα μπορούσαν να είναι πολύ σημαντικές. «Η αλλαγή της απόδοσης ή της ανάπτυξης ακόμη και κατά 5% έως 10% είναι μεγάλο αγροτικό αποτέλεσμα», λέει ο Gilroy. «Αν όλα επαληθευτούν, αυτό είναι εξαιρετικά συναρπαστικό».
ResearchGate DOI: 10.13140/RG.2.2.25122.18889
