来源:环球时报
英国《泰晤士报》近日刊载文章称,植物学家们成功破解了植物那些难以言说的“痛楚”。生物学家找到了破译植物求救信号的关键,这一突破有助于构建农作物病虫害入侵的预警体系。瑞士巴塞尔的农业科研团队运用机器学习技术,首次实现了对植物电生理信号的解读。截至目前,研究人员所能捕捉到的最清晰的信号,正是源自植物所发出的“痛苦呼喊”。研究团队负责人帕特里克·霍格表示:“这就是植物‘喊疼’的方式。”
一个世纪前,植物学家就发现植物能在机体内传递电信信号,但这些信号始终如同人类难以理解的无字天书。随着AI技术发展,机器破译和解析海量数据的能力终于打破了这层壁垒。通过为植株接上电信信号监测设备,研究人员安科·布赫霍尔茨发现,植物并非总是“沉默不语”。
在给植物连接“心电图”设备后,团队开展对照试验:第一组番茄植株暴露在土壤微型线虫环境中,第二组大豆植株则遭遇了叶蝉群的侵扰。通过持续监测植物电信信号输出,并导入软件模型进行分析,科研团队精准锁定了植物遭受侵害时发出的电信信号。由于常规手段很难及时察觉虫害,这一信号可能成为至关重要的早期预警机制。
“线虫蛰伏在土壤里,肉眼无法观测,”霍格说道,“只有当作物产量锐减时,人们才会察觉到它们的存在。”中南美洲常见的叶蝉,其所造成的伤害往往也要待作物遭侵袭一周后才会显现。作为全球核心粮食作物之一,大豆占植物性蛋白质供应量近半数,但每年却有21%的大豆植株因害虫和疾病而损耗。布赫霍尔茨表示:“这项新技术有望促进更精准、更温和的农药迭代。”目前农场只能大量喷洒化学药剂,通过地毯式轰炸策略彻底消灭害虫,但这一方式过于粗放且缺乏针对性,治标不治本。
当下,科学家只能判定植物是否处于应激状态,无法甄别侵害的来源。但布赫霍尔茨已将解读电生理信号差异、准确判定“杀手是谁”纳入下一步科研目标。如果能准确掌握作物遭受侵害的时间和病虫种类,农民只需要“对症下药”、施用专门药剂,便能定向清除病虫害。布赫霍尔茨表示:“我们计划建立植物信号库,使其成为植物保护领域的实用工具。”既然“读懂”了植物,科学家们正在全力回应它。(作者本·斯宾塞,华安译)
