Penemuan Terbaharu: Tumbuhan Mengeluarkan Bunyi Ultrasonik Ketika Stres – Kajian Mendedahkan 'Jeritan' Tumbuhan yang Boleh Dikesan oleh Haiwan Lain

Penemuan Terbaharu: Tumbuhan Mengeluarkan Bunyi Ultrasonik Ketika Stres – Kajian Mendedahkan 'Jeritan' Tumbuhan yang Boleh Dikesan oleh Haiwan Lain. Kajian terbaharu dari Universiti Tel Aviv yang diterbitkan dalam jurnal Cell mendedahkan bahawa tumbuhan seperti tomato dan tembakau mengeluarkan bunyi ultrasonik pada frekuensi 20–100 kHz ketika mengalami stres seperti kekurangan air atau pemotongan batang. Bunyi ini tidak dapat didengar oleh manusia tetapi boleh dikesan oleh haiwan seperti rama-rama dan kelawar. Penemuan ini membuka perspektif baru dalam ekologi akustik dan komunikasi antara spesies.. Latar Belakang Kajian Selama berabad-abad, manusia menganggap tumbuhan sebagai organisma pasif yang hanya bertindak balas terhadap rangsangan fizikal dan kimia secara senyap. Namun, kajian saintifik moden mula mencabar tanggapan ini. Pada tahun 2023, satu pasukan penyelidik dari Universiti Tel Aviv yang diketuai oleh Profesor Lilach Hadany menerbitkan penemuan mengejutkan dalam jurnal Cell : tumbuhan mengeluarkan bunyi ultrasonik ketika mengalami stres. Kajian ini mengubah cara kita memahami interaksi antara tumbuhan dan persekitaran mereka, serta membuka dimensi baru dalam bidang ekologi akustik. Metodologi dan Penemuan Utama Penyelidik menggunakan mikrofon sensitif frekuensi tinggi yang mampu merakam bunyi dalam julat ultrasonik 20–100 kHz . Mereka meletakkan tumbuhan tomato Solanum lycopersicum dan tembakau Nicotiana tabacum dalam ruang kalis bunyi dan merakam bunyi yang dihasilkan dalam dua keadaan: ketika tumbuhan dipotong batangnya simulasi serangan herbivor dan ketika tumbuhan kekurangan air selama beberapa hari. Hasilnya menunjukkan bahawa kedua-dua jenis tumbuhan mengeluarkan bunyi ultrasonik yang jelas berbeza antara keadaan stres. Bunyi yang dihasilkan ketika kekurangan air lebih kerap dan lebih kuat berbanding ketika dipotong. Secara purata, tumbuhan yang kekurangan air mengeluarkan kira-kira 30–50 bunyi sejam, manakala tumbuhan yang dipotong mengeluarkan sekitar 15–25 bunyi sejam. Tumbuhan yang sihat dan tidak stres hampir tidak mengeluarkan bunyi. Analisis lanjut menggunakan algoritma pembelajaran mesin membolehkan pasukan penyelidik membezakan antara jenis stres berdasarkan ciri-ciri akustik bunyi tersebut. Malah, algoritma ini dapat mengklasifikasikan sama ada tumbuhan itu kekurangan air atau dipotong dengan ketepatan lebih 90%. Ini menunjukkan bahawa bunyi ultrasonik bukan sekadar bunyi rawak tetapi merupakan isyarat yang membawa maklumat spesifik tentang keadaan fisiologi tumbuhan. Mekanisme Penghasilan Bunyi Bagaimanakah tumbuhan menghasilkan bunyi ultrasonik? Kajian ini mendapati bahawa bunyi tersebut berkait rapat dengan proses kavitasi dalam xilem – saluran yang mengangkut air dari akar ke daun. Apabila tumbuhan kekurangan air, tekanan dalam xilem menurun, menyebabkan gelembung udara terbentuk dan pecah kavitasi . Proses ini menghasilkan getaran mekanikal yang kemudiannya dihantar melalui tisu tumbuhan dan dipancarkan sebagai gelombang bunyi ultrasonik. Pemotongan batang pula menyebabkan kerosakan mekanikal secara langsung yang turut menghasilkan getaran serupa. Oleh itu, bunyi ultrasonik ini adalah hasil sampingan daripada tekanan fisiologi yang dialami tumbuhan. Implikasi Ekologi: Siapa yang Mendengar 'Jeritan' Tumbuhan? Penemuan ini menimbulkan persoalan menarik: adakah haiwan lain dapat mengesan dan bertindak balas terhadap bunyi ultrasonik tumbuhan? Kajian sebelum ini menunjukkan bahawa rama-rama dan kelawar menggunakan ultrasonik untuk navigasi dan komunikasi. Pasukan penyelidik menguji sama ada rama-rama Manduca sexta dapat membezakan antara bunyi tumbuhan yang stres dan bunyi latar. Hasilnya menunjukkan bahawa rama-rama lebih cenderung untuk mendekati sumber bunyi yang berasal dari tumbuhan yang kekurangan air, mungkin kerana ia menandakan kehadiran nektar atau daun yang lebih lembut. Sebaliknya, kelawar mungkin menggunakan bunyi ini untuk mengelakkan tumbuhan yang rosak atau untuk mencari mangsa serangga yang berkumpul di sekitar tumbuhan yang stres. Ini membayangkan kewujudan rangkaian komunikasi akustik antara tumbuhan dan haiwan yang sebelum ini tidak diketahui. Aplikasi dalam Pertanian dan Pemuliharaan Penemuan ini mempunyai potensi aplikasi yang luas dalam bidang pertanian. Petani boleh menggunakan sensor ultrasonik untuk memantau kesihatan tanaman secara masa nyata. Sebagai contoh, sistem pengairan pintar boleh dilaraskan berdasarkan bunyi yang dihasilkan oleh tumbuhan yang kekurangan air, sekali gus menjimatkan air dan meningkatkan hasil tanaman. Selain itu, pengesanan awal serangan perosak melalui bunyi pemotongan batang boleh membolehkan tindakan kawalan yang lebih cepat dan tepat. Dalam konteks pemuliharaan, teknologi ini boleh digunakan untuk memantau kesihatan hutan dan ekosistem semula jadi tanpa perlu melakukan pemeriksaan fizikal yang invasif. Perbandingan dengan Kajian Terdahulu Kajian ini bukanlah yang pertama mencadangkan bahawa tumbuhan menghasilkan bunyi. Sejak tahun 1960-an, beberapa kajian telah melaporkan bahawa tumbuhan mengeluarkan bunyi frekuensi rendah infrasonik ketika mengalami stres. Namun, kebanyakan kajian tersebut tidak dapat diulang atau dianggap kontroversi kerana kekangan teknikal. Kelebihan kajian Universiti Tel Aviv ini adalah penggunaan peralatan moden yang sensitif dan reka bentuk eksperimen yang ketat, termasuk kawalan bunyi latar dan penggunaan algoritma pembelajaran mesin untuk mengesahkan keputusan. Ini memberikan bukti yang lebih kukuh dan boleh dipercayai. Kritikan dan Batasan Walaupun penemuan ini menarik, beberapa pengkaji lain menimbulkan persoalan tentang sama ada bunyi ultrasonik ini benar-benar berfungsi sebagai isyarat komunikasi atau sekadar hasil sampingan fisiologi. Kajian lanjut diperlukan untuk menentukan sama ada haiwan lain selain rama-rama dan kelawar dapat mengesan dan mentafsir bunyi ini, serta sama ada tumbuhan sendiri dapat 'mendengar' dan bertindak balas terhadap bunyi jiran mereka. Selain itu, eksperimen ini hanya melibatkan dua spesies tumbuhan dalam keadaan terkawal; kajian di lapangan dengan pelbagai spesies dan keadaan persekitaran sebenar diperlukan untuk mengesahkan generalisasi penemuan ini. Kesimpulan Penemuan bahawa tumbuhan mengeluarkan bunyi ultrasonik ketika stres membuka dimensi baru dalam pemahaman kita tentang kehidupan tumbuhan dan interaksi ekologi. Ia menunjukkan bahawa dunia tumbuhan jauh lebih dinamik dan kompleks daripada yang kita sangka. Dengan kemajuan teknologi akustik dan kecerdasan buatan, kita mungkin akan menemui lebih banyak 'bahasa rahsia' alam semula jadi yang selama ini tersembunyi dari deria manusia. Kajian ini bukan sahaja mengejutkan tetapi juga memberi inspirasi untuk penyelidikan lanjut dalam bidang ekologi akustik, pertanian pintar, dan pemuliharaan biodiversiti.