Kiedy jesteśmy odwodnieni, i w naszych ciałach brakuje wody, aby spełniać podstawowe funkcje życiowe, pragnienie jest głównym symptomem. Do innych symptomów odwodnienia możemy zaliczyć ból głowy, suchość w ustach, czy uczucie zmęczenia. Wszystkie te symptomy powodują u nas chęć dostarczenia wody do organizmu. Czy kiedykolwiek myśleliście jak zachowują się drzewa kiedy u nich występuje niewystarczający poziom wody?
Już w 1966 naukowcy zarejestrowali na własne uszy dziwne „klinknięcia” dochodzące z drzew. Dwadzieścia lat później ultradźwiękowe badania wykazały te same dźwięki, przy czym wykazano, że dźwięki są częstsze podczas braku wody w strukturze drewna. Nie mniej jednak, od tamtej pory nikt nie określił dokładnego miejsca skąd pochodzą te dziwne odgłosy.
Naukowcy z Francii zdecydowali zbadać jeszcze dokładniej źródło tajemniczych ultradźwięków w swoim laboratorium. Rozwinęli oni nowatorską metodę, dzięki której mogli jednocześnie nagrać dźwięki akustyczne jak i obserwacje optyczne. Do badań wykorzystali cieniutkie paski drewna.
>>CZYTAJCIE RÓWNIEŻ: Od lasu naturalnego do ugoru drzewnego.
Aby monitorować naczynia ksylemu naukowcy wykorzystali świeżo pozyskane cieniutki próbki ksylemu pochodzące z sosny zwyczajnej. Próbki miały ok. 50 mikrometrów grubości oraz były około 5 milimetrów długie. Następnie badacze umiejscowili próbki w hydrożelu, w których występowało negatywne ciśnienie na skutek wyparowywania wody z hydrożelu (model utraty wody przez drewno). Dodatkowo naukowcy zainstalowali kamerę wideo na mikroskopie optycznym, który nagrywał kształtowanie się bąbelków powietrza (czarne plamy na obrazku b) w kapilarach wodnych (szary kolor na obrazku b). W tym samym czasie, mikrofon nagrywał ultradźwiękowe sygnały dochodzące z drewna. Cały eksperyment pokazuje obrazek poniżej.
Wyniki były dość zaskakujące. Podczas stresu na skutek braku wody w drewnie, bąbelki powietrza pojawiały się wręcz natychmiastowo, co wykazała analiza obrazu z mikroskopu. Drugim ważnym odnotowania odkryciem było tworzenie się „akustycznych zdarzeń” w paśmie ultradźwięków. Nagrania pokazały, że dźwięk był zawsze zsynchronizowany z pojawianiem się bąbelków powietrza w kapilarach wodnych. Wyniki tego eksperymentu wyraźnie wskazały, że emisja ultradźwięków była ściśle skorelowana w czasie z zarodkowaniem (nukleacją) bąbelków powietrza.
>>CZYTAJCIE RÓWNIEŻ: Odkrywając Rezerwat Narodowy Big Cypress
Kierownik projektu Philippe Marmottant powiedział gazecie Huffington Post w roku 2013:
„Możemy śledzić artykulacje bąbelków, i co znaleźliśmy większość tych dźwięków, które słyszeliśmy jest powiązana właśnie z tymi bąbelkami. Mówię większość, ponieważ mogły wystąpic inne przyczyny takie jak pęknięcia drewna lub występowanie owadów. Jednakże większość dźwięków była spowodowana kawitacją (zjawisko fizyczne polegające na gwałtownej przemianie fazowej z fazy ciekłej w fazę gazową pod wpływem zmniejszenia ciśnienia) bąbelków powietrza.”
Najbardziej zaskakującym dla mnie wynikiem tego badania był fakt, że podczas suszy drzewa wysyłają ultradźwięki, które są ponad 100 razy szybsze niż ucho ludzkie może usłyszeć. Oznacza to tyle, że idąc na spacer po lesie nasz słuch nie jest w stanie zarejestrować wszystkich dzwięków przyrody, które ona skrywa.
Jednakże, czego człowiek nie wymyśli, żeby usłyszeć drzewa i przyrodę?
Nie tak dawno znalazłem bardzo praktyczne rozwiązanie w Estonii. Na zdjęciu widzimy duży megafon (tylko 3 w całej Estonii) umiejscowiony w lesie, zbudowany z drewna, dzięki któremu ludzie są w stanie usłyszeć więcej głosów natury. Może głosu drzew podczas suszy nie usłyszymy, ale na pewno usłyszymy więcej niż natura nas do tego stworzyła.
Źródło: Ponomarenko A i inni. 2014. Ultrasonic emissions reveal individual cavitation bubbles in water-stressed wood. Journal of the Royal Society interface. Volume 11, issue 99
Zdjęcie tytułowe: Rafał Chudy