الأشجار تصدر أصواتا عندما تفقد المياه

وكأنها شخص يلهث عندما يعطش، هكذا الأشجار الحية تصدر ضوضاء وأصوات عندما تفقد الماء من أنسجتها، وأصبح فريق من العلماء الفرنسيين على خطوة قريبة من التحديد الدقيق لهذه الأصوات.

عزلت التجارب المعملية في جامعة جرونوبل في فرنسا موجات فوق صوتية (والتي هي أسرع 100 مرة مما يمكن أن يسمعه الإنسان) تشبه صوت الطرقعات ، في شظايا من خشب الصنوبر الميت بعد غسله في الهيدروجيل لمحاكاة ظروف الشجرة الحية.

قام الباحثون يتعريض الجل لبيئة جافة صناعية واستمعوا للأصوات التي تصدر نتيجة فقاعات الهواء المتكونة، على غرار ما يحدث فى الأشجار خلال فترات الجفاف. قال الباحث فيليب Marmottant "في حين كانت التجربة المعملية تقريبية، إلا أنها تساعد على عزل الأصوات التى تطلقها الأشجار. وهذه هي المرة الأولى التي تم فيها إستخدام الهيدروجيل لهذا الغرض". واضاف "يمكننا تتبع أصوات الفقاعات، وما وجدناه هو أن غالبية الأصوات التي نسمعها ترتبط بالفقاعات". "أقول الأغلبية، لأنه قد يكون هناك أسباب أخرى مثل الشقوق في الخشب أو الحشرات. ولكن الغالبية العظمى من الأصوات التي تحدث خلال التجاويف (فقاعات الهواء الصغيرة التي تخرج في الماء) هي نتيجة لهذه الفقاعات. "

تتكون فقاعات الهواء عند محاولة الشجرة امتصاص الرطوبة من التربة الجافة خلال فترات الجفاف. كما أن الأوراق على الشجرة تمتص غاز ثاني أكسيد الكربون، فإنها تفتح ثغورها لإجراء عملية النتح، وهي العملية التي تجعلها عرضة لفقدان المياه بالتبخر.

التبخر من خلال ثغور الأوراق يسحب المياه لأعلى الشجرة مما يولد حالة الشد. تسحب الشجرة المياه من التربة من خلال النظام الجذرى، وتمر هذه المياه خلال أوعية أنبوبية تسمى انسجة الخشب. تزداد قوة الشد بالأوعية الخشبية في أوقات الجفاف، مما يودى لحدوث ضرر تكون تلك الفراغات أو الفقاعات الهوائية.

وقالت كاثرين ماكوللين، أستاذ علم الوظائف البيئية للنبات في جامعة أوريجون، أن أشجار التنوب Douglas firs والصنوبر pine يمكنها إصلاح هذا الضرر في كثير من الأحيان وفي كل وقت. الفقاعات تعتبر قاتلة بالنسبة للأنواع الأخرى، لأنها توقف إنسياب تيار المياه من التدفق داخل الأوعية الخشبية للنبات عن طريق الخاصية.

السباق الآن بين الباحثين على تصنيع معدات قادرة على الاستماع إلى أصوات الشجرة. خطط فريق بحثى في جامعة ديوك لتعديل تكنولوجيا الاستشعار الصوتية المستخدمة في تعيين شقوق الجسور كوسيلة منخفضة التكلفة للاستماع إلى الأشجار، والتي يمكن أن تكون جاهزة في وقت مبكر من صيف 2013.

وقال Marmottant "هذه الأحياء لديها خبرة جيدة للقيام بذلك، ولذا فإننا نأمل أن دراستنا سوف تجلب بعض المعلومات الجديدة حول الأصوات التي يمكن سماعها في الأشجار".

قدم فريق Marmottant النتائج الأولية مؤخراً في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية في مارس. وقام الباحثون بإجراء مزيد من التجارب على أمل نشرها قريبا. وقد نشر الفريق بحث سابق عن استخدام الهيدروجيل مع الأشجار الاصطناعية بدورية Physical Review Letters في مايو 2012.