पौधों के कान नहीं होते. लेकिन वे अभी भी ध्वनि का पता लगा सकते हैं

वैज्ञानिक कम से कम 1960 के दशक से पौधों पर ध्वनि बजाने का प्रयोग कर रहे हैं, इस दौरान वे बीथोवेन से लेकर माइकल जैक्सन तक हर चीज से अवगत हुए हैं। पिछले कुछ वर्षों में, इस बात के सबूत बढ़ रहे हैं कि इस तरह की चीज़ों का असर हो सकता है। 2018 में प्रकाशित एक पेपर में दावा किया गया कि टेलीग्राफ प्लांट के रूप में जाना जाने वाला एक एशियाई झाड़ी में 56 दिनों के बौद्ध मंत्रों के संपर्क में आने पर काफी बड़े पत्ते उगते हैं – लेकिन अगर इसे पश्चिमी पॉप संगीत, या मौन के संपर्क में रखा जाता है तो नहीं। एक औरपिछले साल प्रकाशित, में पाया गया कि व्यस्त मोटरवे से यातायात के शोर के संपर्क में आने वाले मैरीगोल्ड्स और सेज पौधों का विकास अवरुद्ध हो गया, और कई प्रकार के तनाव यौगिकों का उत्पादन हुआ।

अन्य शोध, जिनमें से अधिकांश चीन में किए गए हैं, रिपोर्ट करते हैं कि ग्रीनहाउस जैसे ध्वनिक रूप से नियंत्रित वातावरण में बजाई जाने वाली कुछ आवृत्तियाँ, बीज के अंकुरण को प्रभावित कर सकती हैं और यहां तक ​​कि फसल की पैदावार को भी बढ़ा सकती हैं। और पौधे भी शोर कर सकते हैं, भले ही जानबूझकर नहीं। इस साल की शुरुआत में तेल अवीव विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह ने सेल प्रेस में एक लेख प्रकाशित किया था, जिसमें बताया गया था कि पौधों की कई प्रजातियां विभिन्न तनावों के जवाब में अलग-अलग शोर उत्सर्जित करती हैं – हालांकि उस तरह की आवृत्तियों पर नहीं जो मनुष्य सुन सकते हैं।

अगर यह सब अजीब लगता है, तो शायद ऐसा नहीं होना चाहिए। आख़िरकार, ध्वनि किसी जीव के पर्यावरण के बारे में उपयोगी जानकारी प्रदान करती है। विकासवादी दृष्टिकोण से, यह उम्मीद करने का कोई कारण नहीं है कि जानकारी का शोषण केवल जानवरों द्वारा किया जाएगा।

मैं ख़राब कंपन ग्रहण कर रहा हूँ

पौधे लाखों वर्षों से उन कीड़ों के साथ-साथ विकसित हो रहे हैं जो उन्हें परागित करते हैं और उन्हें खाते हैं। इसे ध्यान में रखते हुए, टोलेडो विश्वविद्यालय में वनस्पतिशास्त्री हेइडी अपेल और मिसौरी विश्वविद्यालय के कीट विज्ञानी रेजिनाल्ड कोक्रॉफ्ट ने सोचा कि क्या पौधे उन जानवरों द्वारा निकाली गई ध्वनियों के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं जिनके साथ वे अक्सर बातचीत करते हैं। शोधकर्ताओं ने कैटरपिलर की कुछ प्रजातियों द्वारा पत्तियों को चबाने के दौरान होने वाले कंपन को रिकॉर्ड किया। ये कंपन हवा में ध्वनि तरंगें उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली नहीं हैं। लेकिन वे पत्तियों और शाखाओं और यहां तक ​​कि पड़ोसी पौधों तक भी यात्रा करने में सक्षम हैं यदि उनकी पत्तियां छूती हैं।

इसके बाद शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला माउस के पौधे जीवविज्ञानी संस्करण थेल क्रेस को रिकॉर्ड किए गए कंपन के संपर्क में लाया, जबकि वास्तव में कोई कैटरपिलर मौजूद नहीं था। बाद में, उन्होंने यह देखने के लिए पौधों पर असली कैटरपिलर लगाए कि क्या एक्सपोज़र ने उन्हें कीट के हमले के लिए तैयार किया है। नतीजे चौंकाने वाले थे. जो पत्तियां खुली हुई थीं उनमें ग्लूकोसाइनोलेट्स और एंथोसायनिन जैसे रक्षात्मक रसायनों का स्तर काफी अधिक था, जिससे कैटरपिलर के लिए उन्हें खाना बहुत मुश्किल हो गया था। नियंत्रण पौधों की पत्तियाँ जो कंपन के संपर्क में नहीं आई थीं, उनमें ऐसी कोई प्रतिक्रिया नहीं दिखी। अन्य प्रकार के कंपन – उदाहरण के लिए, हवा के कारण, या अन्य कीड़े जो पत्तियां नहीं खाते हैं – का कोई प्रभाव नहीं पड़ा।

डॉ. अपेल और डॉ. कोक्रॉफ्ट ने 2014 में अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए। तब से उन्हें क्रेस और तंबाकू के पौधे, एक अन्य सामान्य प्रयोगशाला जीव, और विभिन्न प्रकार के कैटरपिलर दोनों में कई बार दोहराया गया है। जबकि अलग-अलग पत्तियों को चबाने वाले अलग-अलग कीड़ों द्वारा उत्पन्न कंपन अलग-अलग होते हैं, पौधे लगातार उन्हें खतरे के रूप में पहचानने और तदनुसार अपना बचाव करने में सक्षम होते हैं।

2019 में शोधकर्ताओं ने बारीकी से देखा कि वास्तव में क्या हो रहा था, जैव रासायनिक रूप से, चबाने की आवाज़ के संपर्क में आने वाले पौधों के साथ। कीड़ों के हमलों से निपटने के लिए जारी किए गए कई रसायन वही निकले जो ठंड के मौसम को बेहतर ढंग से सहन करने के लिए उत्पादित किए जाते हैं। डॉ. एपेल और कोक्रॉफ्ट का प्रस्ताव है कि दोनों स्थितियाँ तनाव से जुड़े समान सिग्नलिंग मार्गों को सक्रिय करती हैं।

शोध के व्यावहारिक परिणाम भी हो सकते हैं। डॉ. कोक्रॉफ्ट कहते हैं, “स्पीकर और सही ऑडियो फाइलों से लैस ड्रोन फसलों को कीटों का पता चलने पर कार्रवाई करने की चेतावनी दे सकते हैं, लेकिन अभी तक व्यापक नहीं हैं।” रासायनिक कीटनाशकों के विपरीत, ध्वनि तरंगें कोई जहरीला अवशेष नहीं छोड़ती हैं। मौसम के पूर्वानुमान की मदद से, सिस्टम ऐसा कर सकता है यहां तक ​​कि ठंड के मौसम के लिए फसलों को तैयार करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है।

यदि यह विकासवादी समझ में आता है कि कुछ पौधे कीड़ों पर छिपकर बातें करने में सक्षम हैं, तो यह उतना ही समझ में आता है यदि अन्य लोग उस शोर संसाधन को “सुनने” में सक्षम होते हैं जिस पर सभी पौधे निर्भर हैं: पानी। 2017 में मोनिका गागलियानो, एक पारिस्थितिकीविज्ञानी पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय ने साक्ष्य प्रकाशित किया कि वे ऐसा कर सकते हैं।

डॉ. गैगलियानो को पिछले काम से पता था कि पौधों की जड़ें मिट्टी में पानी की थोड़ी मात्रा के प्रति भी संवेदनशील होती हैं, और नमी के उतार-चढ़ाव का आक्रामक तरीके से पालन करती हैं। लेकिन ऐसा प्रतीत होता है कि बीज पास के पानी में जड़ें भेजने में सक्षम थे, भले ही आसपास की मिट्टी सूखी हो। डॉ. गैगलियानो ने परिकल्पना की कि जड़ें ध्वनि द्वारा भूजल का पता लगा सकती हैं, और उन्होंने मटर के पौधों पर अपने सिद्धांत का परीक्षण किया।

पौधों को कांटेदार आधार वाले गमलों में उगाया जाता था, जिन्हें सूखी या नम मिट्टी से भरा जा सकता था। जैसा कि अपेक्षित था, जड़ें नमी की उपस्थिति के प्रति बहुत संवेदनशील साबित हुईं और आसानी से इसकी ओर बढ़ीं। फिर डॉ. गैगलियानो ने एक नया मोड़ जोड़ा। कुछ कांटे पानी से भरे प्लास्टिक पाइपों से घिरे हुए थे, जिससे पानी जैसा शोर हो रहा था लेकिन जड़ों तक पहुंच नहीं हो पा रही थी। जब विकल्प सूखी मिट्टी से भरी नली थी, तो वे आवाज़ें बढ़ती जड़ों के लिए पानी की तरह ही आकर्षक साबित हुईं।

मंत्रमुग्ध होकर, डॉ. गैगलियानो और उनके सहयोगियों ने कुछ ट्यूबों के आधार पर छोटे स्पीकर लगाए और या तो पानी, सफेद शोर, या कुछ भी नहीं की रिकॉर्ड की गई ध्वनि बजाई। दिलचस्प बात यह है कि पौधे यह बताने में सक्षम लग रहे थे कि उन्हें धोखा दिया जा रहा है। यहां तक ​​कि जब विकल्प के तौर पर सूखी ज़मीन थी, तब भी लगभग सभी ने वक्ता से दूर जाने का विकल्प चुना। उन्हें केवल तभी एक वक्ता की ओर बढ़ने के लिए राजी किया जा सकता था जब उन्हें दो के बीच चयन करने के लिए मजबूर किया जाता था, इस स्थिति में उन्होंने पानी जैसा शोर बजाने वाले को चुना। डॉ. गागलियानो को संदेह है – लेकिन अभी तक साबित नहीं कर सकते – कि स्पीकर में पाए जाने वाले छोटे चुंबक ऐसे समझदार व्यवहार के लिए ज़िम्मेदार हैं। कुछ पुराने दस्तावेज़ों ने सुझाव दिया है कि पौधे चुंबकीय क्षेत्र का पता लगा सकते हैं।

फिर भी, निष्कर्ष बताते हैं कि, मिट्टी की नमी की अनुपस्थिति में, मटर के पौधे पाइपों में पानी की आवाज़ का पता लगा सकते हैं और उसके स्रोत तक उसका अनुसरण कर सकते हैं। वह भी बहुमूल्य जानकारी साबित हो सकती है. पौधों की जड़ें दुनिया भर में सीवर प्रणालियों को नुकसान पहुंचाने का एक बड़ा कारण हैं। जर्मनी में, जड़ हटाने और संबंधित पाइप की मरम्मत की वार्षिक लागत लगभग €28m है। धारणा यह थी कि यह लीक ही था जिसने जड़ों को आकर्षित किया। डॉ. गैगलियानो के नतीजे बताते हैं कि जलरोधी पाइप भी अभी भी हमले की चपेट में आ सकते हैं। वह कहती हैं, इसका समाधान उन पाइपों में निवेश करना हो सकता है जो पानी बहने पर शांत हों।

मदद के लिए पुकार

और जबकि पौधे ध्वनियों का पता लगाने में सक्षम हैं, कुछ उन्हें उत्पन्न भी करते हैं, भले ही अनजाने में। इसे अप्रैल में तेल अवीव विश्वविद्यालय में टीम द्वारा प्रदर्शित किया गया था। टीम के नेता लिलाच हेडानी को पता था कि पौधों को कभी-कभी कंपन करने के लिए बनाया जा सकता है। ऐसा तब हो सकता है जब उनके पास पर्याप्त पानी न हो। इससे जाइलम में हवा के बुलबुले बनते हैं, एक विशेष ऊतक जो पौधे की जड़ों से पत्तियों तक पानी पहुंचाता है। जब वे बुलबुले ढहते हैं, तो वे आसपास के ऊतकों में छोटी-छोटी शॉक तरंगें संचारित करते हैं। पिछले काम से पता चला था कि उन कंपनों को पौधों से चिपके उपकरणों से मापा जा सकता है। डॉ. हेडनी को आश्चर्य हुआ कि क्या वे दूर से भी सुनाई दे सकते हैं।

इसलिए शोधकर्ताओं ने टमाटर और तंबाकू के पौधों को एक माइक्रोफोन-लाइन वाले बॉक्स के अंदर रखा। आधे को पानी दे दिया गया था, जबकि आधे को सूखा छोड़ दिया गया था। शोधकर्ताओं ने पौधों के दूसरे समूह के साथ प्रयोग दोहराया, जिनमें से आधे के तने काट दिए गए थे, और आधे को बिना नुकसान पहुँचाए छोड़ दिया गया था।

माइक्रोफ़ोन स्वस्थ पौधों से बहुत कम ध्वनि उठाते हैं। लेकिन जिनमें पानी की कमी थी, या जो कट गए थे, उन्होंने काफी शोर मचाया, यद्यपि मनुष्यों के सुनने के लिए इतनी अधिक आवृत्तियों पर। विभिन्न तनावों से विभिन्न प्रकार की ध्वनि उत्पन्न होती है। जब रिकॉर्डिंग को मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम में डाला गया, तो यह प्यासे पौधों से निकलने वाली ध्वनियों को क्षतिग्रस्त पौधों से निकलने वाली ध्वनियों को बताने में सक्षम था।

जब शोर वाले ग्रीनहाउस में प्रयोग दोहराया गया, तो डॉ. हेडनी ने पाया कि माइक्रोफ़ोन अभी भी 10 सेमी दूर से ध्वनि का पता लगा सकते हैं। कैक्टि, मक्का, अंगूर और गेहूं पर प्रयोगों ने समान परिणाम दिए, जैसे टमाटर के पौधे मोज़ेक वायरस के संक्रमण से पीड़ित थे, एक सामान्य रोगज़नक़ जो पैदावार को नुकसान पहुंचा सकता है।

किसान अपनी फसलों के स्वास्थ्य की निगरानी आंखों से करते हैं। (उदाहरण के लिए, मोज़ेक वायरस का नाम पीड़ित पौधों की पत्तियों पर बने धब्बेदार पैटर्न के कारण रखा गया है।) इसे पूरे खेत में ठीक से करना कठिन हो सकता है। लेकिन अगर पौधे संकट के श्रवण संकेतक प्रसारित कर रहे हैं, तो माइक्रोफोन के साथ खेत में तार लगाने से किसानों को परेशानी से बचने में मदद मिल सकती है।

अब इसमें कोई संदेह नहीं रह गया है कि पौधे ध्वनि से भरी दुनिया में रहते हैं। लेकिन बहुत सारे सवाल बाकी हैं. एक तो मानव सभ्यता का प्रभाव है। यह सर्वविदित है कि शहरी जीवन के शोर-शराबे के कारण पक्षियों की आवाजें सुनना कठिन हो जाता है, जिससे जानवर अधिक जोर से गाने लगते हैं। चूंकि बहता पानी, भूखे कैटरपिलर और पीड़ित पौधे सभी बहुत शांत हैं, इसलिए यह जांच करना उचित लगता है कि क्या पौधों को भी इसी तरह की समस्याओं का सामना करना पड़ता है। शोधकर्ता फंडिंग के लिए किंग चार्ल्स के पास भी आवेदन कर सकते हैं।

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