Громкое прослушивание любимого плейлиста может зарядить энергией тренировку. То же самое касается грибка, хотя большинству людей его вкусы в мелодиях могут показаться немного странными. Микробы грибковой почвы могут получать заряд энергии от белого шума, согласно новому исследованию, которое показало, что микробы, подвергавшиеся воздействию определенной звуковой частоты в лаборатории, росли быстрее. Ученые говорят, что надеются, что результаты, опубликованные в Biology Letters, могут привести к созданию звуковых методов, которые стимулируют рост микробов, играющих важную вспомогательную роль в микробиомах растений, помогая омолаживать экосистемы, находящиеся в состоянии стресса.
«Как люди, мы думаем о звуке как о воздушном стимуле, который мы слышим», — говорит Ричард Хофштеттер, лесной энтомолог из Университета Северной Аризоны, который не принимал участия в исследовании. Другие животные тоже реагируют на звук. Но даже растения и одноклеточные организмы, которые не могут «слышать», могут чувствовать вибрации. «У них нет ушей или нервов», — говорит он, но они, похоже, реагируют на механическую энергию, которая составляет звук. «Это энергия, похожая на свет», — говорит он.
Исследования Хофштеттера показали, что плесень Botrytis cinerea, которая растет на фруктах, включая клубнику, получает толчок к росту от акустических вибраций холодильников. Также было показано, что звук стимулирует рост Escherichia coli. Оба эти исследования использовали частоты в несколько тысяч герц (Гц), пронзительный жужжащий звук, который, казалось, извлекали микробы. Другая работа показала, что микробы, живущие на листьях и производящие желаемые вкусовые соединения в вине из винограда сорта Сира, реагируют на музыку эпохи барокко и ранней классики.
Исследователи из Университета Флиндерса, в том числе микробиолог-эколог Джейк Робинсон и эколог-реставратор Мартин Брид, решили выяснить, может ли звук стимулировать рост Trichoderma harzianum — почвенного микроба, который, как было показано, способствует росту растений и защищает их от болезней.
Сначала они построили три звуконепроницаемые кабины, покрыв стены 80-литровых пластиковых контейнеров клиньями акустической пены. Затем они инокулировали чашки Петри круглыми пятнами грибка и разделили их на две группы. Первая находилась в изоляции в своей звуковой кабине на протяжении всего эксперимента. Вторая также была изолирована в своей кабине большую часть времени, но один раз в день исследователи помещали ее в третью кабину, которая действовала как своего рода станция прослушивания. В течение 30 минут чашки Петри помещались на Bluetooth-динамик, воспроизводивший монотонный шум на частоте около 8000 Гц — аналогично тем частотам, которые, как было показано ранее, способствуют росту микробов. Робинсон сравнивает это с шипящим звуком старого радио между станциями. В течение 5 дней ученые измеряли рост каждого образца и количество ярко-зеленых спор, которые он производил.
Грибки, которые реагировали на статический шум, расширялись в своих чашках и производили больше спор, чем те, которые этого не делали. К концу эксперимента их биомасса была в 1,7 раза больше, чем у необработанной группы.
Почему это произошло, неясно, но у Робинсона есть несколько гипотез. Клеточные стенки грибков имеют механорецепторы, похожие на тактильные рецепторы нашей кожи, отмечает он, и возможно, что акустические колебания стимулируют их и изменяют экспрессию генов, участвующих в росте грибков. Другая возможность заключается в том, что механический вход звуковых волн вызывает электрический ответ — известный как пьезоэлектрический эффект — в клетках, который может аналогичным образом влиять на клеточную сигнализацию и экспрессию генов.
Робинсон говорит, что он представляет себе сценарий, в котором экологи могут воспроизводить звуки, чтобы помочь поддержать напряженные экосистемы, стимулируя рост дружественных растениям микробов. Такие приложения «по сути неиспользованы», говорит он.
Габриэле Берг, которая изучает микробиомы в Техническом университете Граца, предупреждает, что прежде чем это произойдет, исследователям нужно будет выяснить, как звук влияет на микробов за пределами лаборатории. В дикой природе, отмечает она, Trichoderma существует в сложном сообществе, и многие другие микробы также будут подвергаться воздействию любых звуков, воспроизводимых исследователями. «В почве есть тысячи других микробов, которые будут реагировать и взаимодействовать».
Робинсон говорит, что его команда планирует изучить, как звук влияет на эти более широкие сообщества. «Можем ли мы повлиять на почву или растительные микробные сообщества в целом? Можем ли мы ускорить процесс восстановления почвы, стимулируя землю естественными звуковыми ландшафтами?»
