7 دقیقه
آنها افزایش فعالیت الکتریکی را در یک ایستگاه از سرو نروژی ثبت کردند و مقالهٔ اصلی سریعاً به نتیجهگیری کنایی رسید: بهنوعی جنگل «حس میکرد» و قبل از یک خورشیدگرفتگی جزیی همگام میشد. این تصویر جذاب ماند زیرا شبیه چیزی از فولکلور بهنظر میآید—جامعهای از درختان که حافظهای مشترک دارند و یکدیگر را از یک رویداد نجومی هشدار میدهند. اما روایتهای پرزرقوبرق میتوانند فیزیک سادهتر و بومشناسی روشنتر را پنهان کنند.
دادههای دولومیتها در عمل چه چیزی نشان داد
در اکتبر 2022، پژوهشگرانی که در یک جنگل سرو در رشتهکوه دولومیت کار میکردند، افزایشهای گذرای سیگنالهای بیوالکتریکی را در چند درخت زنده و چند تنهٔ بریده همزمان با یک خورشیدگرفتگی جزیی گزارش کردند. درختان مسنتر ظاهراً پاسخهای قویتر و زودتری نسبت به جوانترها نشان دادند. نویسندگان پیشنهاد کردند این الگو ممکن است بازتاب نوعی «پیشنشانهٔ جمعی» باشد: درختان قدیمی که تجربیات گذشته را رمزگذاری کرده و نشانههایی را منتقل میکنند که بقیهٔ ایستگاه از آن پیروی میکنند.
ایدهٔ جذابی است و بلافاصله سوالاتی را مطرح میکند. چگونه درختان میتوانند دانش رخدادهای اپیزودیک مثل خورشیدگرفتگی را ذخیره کنند؟ چگونه آن حافظه میتواند برای هندسه و زمانبندی بسیار خاصِ یک گرفتگی دیگر بهکار رود، در حالی که مسیر، بزرگی و مدتزمان گرفتگیها بسیار متغیر است؟ آیا کاهش نسبتاً اندک نور در جریان یک گرفتگی جزیی میتواند تغییرات فیزیولوژیکی گستردهای را فعال کند؟
اکنون توضیحات جایگزینی توسط بومشناسان آریل نووپلانسکی و هزی ییزحق از دانشگاه بنگوریون نِگِو ارائه شده است. پس از بازبینی سیگنالهای خام و سابقهٔ آبوهوای محلی، آنها استدلال کردند رویدادهای الکتریکی محتملتر است که با افت ناگهانی دما، یک طوفان فعال و چندین رعد و برق نزدیک به محل همزمان شده باشد. این عوامل زیستمحیطی قبلاً شناخته شدهاند که میتوانند پاسخهای الکتریکی قوی و سریعی در بافتهای گیاهی تحریک کنند.
اعداد بحث را قاببندی میکنند. گرفتگی میزان تابش ورودی را تقریباً 10.5 درصد برای حدود دو ساعت کاهش داد—کمتر از نوسانهایی که ابرهای معمولی در آن منطقه ایجاد میکنند. تغییرات گرانشی مرتبط با گذر ماه ناچیز است، قابل مقایسه با اثر ماه نو و احتمالاً قابل ادراک توسط فیزیولوژی گیاهی نیست. در مقابل، رعد و برق و خنکشدن ناگهانی محرکهایی تیز و با دامنهٔ بالا تحویل میدهند که میتوانند گذراهای الکتریکی هماهنگشدهای در میان درختان همجوار ایجاد کنند.
نمونهبرداری و استنباط
محدودیتهای روششناختی نیز اهمیت دارند. مطالعهٔ اولیه از سه درخت زنده و پنج تنهٔ بریده نمونهبرداری کرد. این برش نازکی از یک اکوسیستم جنگلی است. وقتی از چند فرد در یک چشمانداز ناهمگن ثبت میکنید، اختلالات محلی—یک رعد و برق نزدیک، یا تندبادی که دما و رطوبت را کاهش میدهد—میتوانند الگوهایی ایجاد کنند که همگون بهنظر برسند اما در واقع پاسخهای موضعی هستند. همبستگی بهتنهایی برابر با ارتباط یا «ارتباط جمعی» نیست.
گیاهان واقعاً سیگنالهای الکتریکی دارند—الکترومها—که پاسخهای ناشی از زخم، تغییرات روزنهای و دفاع سیستمیک را میانجیگری میکنند. این سیگنالها از طریق پوست چوب (فلوئم) و روی غشاها حرکت میکنند و میتوانند منعکسکنندهٔ تغییرات دما، نور، تنش مکانیکی یا جریان یونی پس از رعد و برق باشند. اما گذار از مشاهدهٔ همگامی الکتریکی به ادعاهای حافظه یا پیشآگاهی جمعی نیازمند چندین ردهٔ شواهد است: تکرار در سایتهای مختلف، دستکاریهای تجربی که اثرات گرفتگی را از رویدادهای هواشناسی جدا میکنند، و تحلیلهای آماری قوی که احتمال وقوع تصادفی الگوها را ارزیابی میکند.
نووپلانسکی صریح است: «بهجای در نظر گرفتن عوامل محیطی سادهتر و مستند، مانند طوفان سنگین باران و خوشهای از رعد و برقهای نزدیک، نویسندگان به ایدهٔ جذابتری گرایش پیدا کردند که درختان در انتظار گرفتگی خورشید بودهاند.» او و ییزحق خواستار خویشتنداری و کنترل سختگیرانهٔ متغیرهای مخدوشکننده قبل از پذیرش تفسیرهای فوقالعاده شدهاند.
دیدگاه کارشناسان
برای روشنسازی بحث، تصور کنید عصر در شهری را گوش میدهید. ممکن است جهشی از بوقها را بشنوید و فکر کنید جمعیت به یک رخداد واحد واکنش نشان دادهاند، در حالی که در واقع طوفان ناگهانی یا یک تصادف باعث افزایش شده است. الکتروفیزیولوژی گیاهان هم مشابه است: سیگنالهای واضحی وجود دارند، اما عللِ آنها اغلب نزدیک و هواشناختیاند تا پیشگوییکننده.
دکتر لنا اورتیز، فیزیولوژیست گیاهی که دینامیک الکترومها را در جنگلهای معتدل رصد کرده است، دیدگاهی عملیاتی ارائه میدهد: «سیگنالهای الکتریکی در درختان واقعی و جذاباند. آنها دربارهٔ پاسخهای سریع و سیستمیک به استرس به ما میگویند. اما اثبات اینکه این سیگنالها حافظهٔ گرفتگیهای گذشته را منتقل میکنند—یا اینکه درختان مسنتر به جوانترها میآموزند رویدادهای آسمانی را پیشبینی کنند—نیازمند آزمایشهای دستکاریشده است. مثلاً تقلیدِ گرفتگی تحت شرایط نور و طوفان کنترلشده، یا پایش طولانیمدت در چندین ایستگاه برای رد کردن طوفانها یا رعد و برقهای محلی.» نکتهٔ او بر این تأکید دارد که این حوزه باید مشاهدات میدانی را با دقت تجربی جفت کند.
ابعاد فنیتر نیز اهمیت دارند. برای تشخیص سیگنالهای الکتریکی گیاهی لازم است از الکترودهای مناسب، فیلترگذاری نویز و نمونهبرداری با نرخ زمانی کافی استفاده شود. سطح نویز الکترومکانیکی محیط، هارمونیکهای برق محلی و القای الکترومغناطیسی ناشی از صاعقه همه میتوانند آلایندگی ایجاد کنند. تحلیل زمانی-فرکانسی، شناسایی پیکهای فرکانسی خاص و مقایسه با الگوهای همزمان آبوهوایی (دما، فشار، سرعت باد، میزان رطوبت و ثبت رعد و برق) برای تفکیک محرکها ضروری است. بهعلاوه، اندازهٔ اثر (effect size)، بازهٔ اعتماد و آزمونهای همبستگیِ تصادفیشده (permutation tests) میتوانند میزان قطعیت استنتاجها را افزایش دهند.
دلیل اهمیت این دقت فقط رد کردن نظریههای پرهیجان نیست؛ روشنکردن مکانیزمها ارزش علمی و کاربردی دارد. الکتروفیزیولوژی درختان میتواند پنجرهای بهسوی فهمِ انتقال سیگنالهای استرس در سطح اکوسیستم، شبکههای همزیستی و مقاومت جنگل در برابر اختلالات (مثل آفات، خشکسالی یا رعد و برق) باز کند. اما پیشنیازِ این درک، حذفِ عللِ سادهتر و شناختهشدهتر است.
بنابراین آیا سروهای دولومیت سایهٔ ماه را پیشبینی میکردند؟ جوامع پژوهشی اکنون به پاسخ کمتر رمانتیک ولی محتملتری گرایش دارند: طوفانی گذرا و اختلالات الکتریکیِ همراه با آن احتمالاً سبب جهشهای ثبتشده شدهاند. حتی زمانی که شگفتیهای جنگل با رعد و برق و نوسانات دما توضیح داده میشوند، آنها همچنان شگفتآور و واجد ارزش علمیاند.
اگر این خط پژوهشی را دنبال میکنید، انتظار آزمایشهای روشنتری در آینده بسازید—آرایههای میدانی تکرارشده، اختلالات کنترلشده، و زبانی محتاطانهتر دربارهٔ «پیشآگاهی» و «حافظه» در گیاهان. چنین کار دقیق و سیستماتیک به ما خواهد گفت که آیا جنگلها هرگز چیزی بیش از واکنش انجام میدهند، و اگر بله، چگونه و از چه طریقی این توانایی را دارند.
منبع: sciencealert
نظرات
نوا_ایکس
داستان جذابه ولی تیتر خیلی اغراقیه. دادهها کم، متغیرای مزاحم زیاد؛ منتظر تکرارهای دقیقتر میمونم
بادنگاه
تو جنگلهای محلی هم دیده بودم جهش الکتریکی بعد از رعد، نه به خاطر ماه. خلاصه، بهتره آزمایش کنترلشده
دیتاویو
واقعا؟ یعنی درختا هم میتونن واکنش هماهنگ نشون بدن؟ تصویری شاعرانهست ولی من با تردید نگاه میکنم، اطلاعات بیشتر لازمه 🤔
ارسال نظر