Включение любимого плейлиста может зарядить энергией на тренировке. То же самое можно сказать и о грибках - хотя большинству людей их вкусы в мелодиях могут показаться немного странными.
Грибковые почвенные микробы могут получать заряд энергии от "белого шума", согласно новому исследованию, которое показало, что микроорганизмы, подвергшиеся воздействию определенной звуковой частоты в лаборатории, растут быстрее. Ученые надеются, что результаты исследования, опубликованные на днях в журнале Biology Letters, могут привести к созданию звуковых методов, стимулирующих рост микроорганизмов, которые играют важную вспомогательную роль в микробиомах растений, помогая омолаживать экосистемы, находящиеся в стрессовом состоянии.
«Как люди, мы воспринимаем звук как воздушные вибрации, которые мы слышим, - говорит Ричард Хофстеттер, 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», чувствуют вибрации. «У них нет ни ушей, ни нервов, но, похоже, они реагируют на механическую энергию звука. Это энергия, похожая на свет», - говорит он.
Исследования Хофстеттера показали, что плесень под названием Botrytis cinerea, которая растет на фруктах, включая клубнику, получает толчок к росту от акустических вибраций холодильников. Также было показано, что звук ускоряет рост кишечной палочки. В обоих исследованиях использовались частоты в несколько тысяч герц - высокочастотный гудящий звук, который микробы, похоже, любят. Другие работы показали, что микробы, обитающие в листьях, которые производят желаемые вкусовые соединения в вине из винограда сорта Syrah, реагируют на музыку эпохи барокко и ранней классики.
Исследователи из Университета Флиндерса, в том числе эколог-микробиолог Джейк Робинсон, решили выяснить, может ли звук стимулировать рост Trichoderma harzianum, почвенного грибка, который, как было показано, способствует росту растений и защищает от их заболеваний. Сначала они построили три звукоизолирующие кабины, покрыв стенки 80-литровых пластиковых контейнеров слоями акустической пены. Затем они инокулировали чашки Петри культурой грибка и разделили их на две группы. Первая была изолирована в своей звуковой кабине на все время эксперимента. Вторая также большую часть времени находилась в своей кабине, но раз в день исследователи помещали ее в третью кабину, которая служила своеобразной станцией прослушивания. На 30 минут чашки Петри помещались на Bluetooth-динамик, воспроизводящий монотонный шум с частотой около 8000 Гц - аналогичный тем частотам, которые, как было показано ранее, способствуют росту микроорганизмов. Робинсон сравнивает его с шипящим звуком старого радиоприемника при переключении между станциями. В течение 5 дней ученые измеряли рост каждого образца и количество произведенных им ярко-зеленых спор.
Грибки, которые "слушали" этот шум, разрастались внутри чашки и производили больше спор, чем те, которые этого не делали. К концу эксперимента их биомасса была в 1,7 раза больше, чем у группы без воздействия. Почему это произошло, пока неясно, но у Робинсона есть несколько гипотез. Он отмечает, что клеточные стенки грибков имеют механорецепторы, похожие на осязательные рецепторы нашей кожи, и возможно, что акустические колебания стимулируют их и изменяют экспрессию генов, участвующих в росте грибков. Другая возможность заключается в том, что механическое воздействие звуковых волн вызывает в клетках электрический отклик - известный как пьезоэлектрический эффект, который может аналогичным образом влиять на клеточную сигнализацию и экспрессию генов.
Робинсон представляет себе сценарий, в котором экологи смогут воспроизводить звуки, чтобы помочь поддержать подверженные стрессу экосистемы, стимулируя рост дружественных растениям микроорганизмов. По его убеждению, такие возможности «практически не используются». Габриэле Берг, изучающая микробиомы в Технологическом университете Граца, предупреждает, что прежде чем это произойдет, исследователям необходимо выяснить, как звук влияет на микробы за пределами лаборатории. В природе, отмечает она, Trichoderma существует в сложном сообществе, и многие другие микробы также будут подвержены воздействию любых звуков, издаваемых исследователями. «В почве есть тысячи других микробов, которые будут реагировать и взаимодействовать».
Робинсон сообщил, что его группа планирует изучить, как звук влияет на эти более широкие сообщества. «Можем ли мы повлиять на почвенные или растительные микробные сообщества в целом? Можем ли мы ускорить процесс восстановления почвы, стимулируя ее естественными звуковыми эффектами?»
