声波的力量：在一些特定的声音影响下，这些真菌会生长得更好

在实验室里，白噪音能促进对植物有益的土壤微生物比其同类生长得更快。

每天暴露于白噪音中30分钟的哈茨木霉（Trichoderma harzianum），相比于安静环境生长得更为旺盛，且产生的孢子也更多

U.S. Department of Agriculture/Agricultural Research Service/Systematic Botany and Mycology Laboratory via Wikimedia Commons

在运动时聆听你最喜爱的歌曲，可以让你充满活力与干劲。而真菌也是如此，尽管大多数人可能会觉得真菌的“音乐偏好”有些奇异。最新研究表明，土壤中的真菌微生物或许能从白噪音中汲取能量，实验中，暴露于特定声音频率下的微生物生长速度加快。科学家们表示，他们期望今日在《生物学通讯》（Biology Letters）上发表的这些研究成果，能够推动声波技术的发展，促进那些对植物生长有关键作用的微生物迅速生长，以助力恢复受损生态系统。

未参与这项研究的北亚利桑那大学的森林昆虫学家Richard Hofstetter认为：“我们人类认为声音是一种通过空气传播、能被我们听到的刺激，”其他动物同样会对声音有所反应。但值得注意的是，即便是不能“听见”声音的植物和单细胞生物，也能感受到声音的振动。“它们没有耳朵，也没有神经，”他解释说，“但它们似乎能对声音中蕴含的机械能作出响应。这种能量与光颇为相似。”

Hofstetter的研究显示，一种名为灰霉菌（Botrytis cinerea）的霉菌，它生长在包括草莓在内的水果上，能被冰箱发出的声波振动促进生长。声音也被证实能促进大肠杆菌（Escherichia coli）的生长。这两项研究都使用了几千赫兹（Hz）的频率，这是一种微生物似乎很喜欢的高频嗡嗡声。其他研究还表明，一些生长在叶子上的微生物，在酿造葡萄酒的过程中，能够生成诱人的风味化合物，而令人惊讶的是，这些微生物竟然对巴洛克及早期古典音乐有所响应。

弗林德斯大学的研究人员，包括微生物生态学家Jake Robinson和恢复生态学家Martin Breed，决定研究声音是否能促进哈茨木霉（Trichoderma harzianum）的生长。哈茨木霉是一种已被证明能促进植物生长并预防疾病的土壤微生物。

Robinson之前用来进行生态声学测量的隔音舱，也用于本次实验中（The sound of restored soil: using ecoacoustics to measure soil biodiversity in a temperate forest restoration context - Robinson - 2023 - Restoration Ecology - Wiley Online Library）

首先，他们用楔形吸音泡沫覆盖了80升塑料容器的四壁，建造了三个隔音舱。接着，他们将真菌菌落接种在培养皿中，并将它们分为两组。第一组在整个实验期间都被单独放置在隔音舱内。第二组大部分时间也被单独放置在隔音舱内，但每天有一次，研究人员会将其放入第三个舱内，这个舱相当于一个“聆听站”。每次持续30分钟，培养皿被放置在一个蓝牙扬声器上，该扬声器以约8000赫兹的频率播放单调的噪音——这与之前已被证实能促进微生物生长的那些频率相似。Robinson将其比作老式收音机在换台时发出的嘶嘶声。在5天的时间里，科学家们测量了每个样本的生长情况以及它产生了多少明亮的绿色孢子。

从每个处理组中随机选取的三个分生孢子悬浮管(a–c) 来自声波刺激组，(d–f) 来自对照组。被声音影响的真菌明显产生了更多的绿色孢子。

将真菌在培养基上扩增，那些随着噪音“振动”的真菌在培养皿中扩散开来，并产生了更多的孢子。到实验结束时，它们的生物量是一直放在隔音舱组的1.7倍。

(a)受到声音刺激的哈茨木霉（T. harzianum）

(b)未受到声音刺激的哈茨木霉（T. harzianum）

发生这种情况的原因尚不清楚，但Robinson 提出了一些假设。他指出，真菌细胞壁具有与我们皮肤触觉感受器相似的机械感受器，因此声波振动可能会刺激它们，并改变与真菌生长相关的基因表达。另一种可能是，声波的机械输入在细胞中诱发了电反应（称为压电效应），这同样会影响细胞信号传导和基因表达。

Robinson表示，他设想了一种情景：生态学家可以通过播放声音来促进对植物有益的微生物的生长，从而帮助支持受损的生态系统。他说，这样的应用“基本上还未被开发”。

格拉茨技术大学研究微生物组的Gabriele Berg提醒说，在此之前，研究人员需要弄清楚声音如何在实验室外影响微生物。她指出，在野外，木霉菌（Trichoderma）存在于一个复杂的群落中，研究人员播放的任何声音会使许多其他微生物也暴露其中。“土壤中有成千上万的其他微生物，它们都会作出反应并进行相互作用。”

Robinson说，他的团队计划探索声音如何影响这些更广泛的群落。“我们能否影响整个土壤或植物微生物群落？我们能否通过用自然声音刺激土壤来加速土壤恢复过程？”

原论文：Sonic restoration: acoustic stimulation enhances plant growth-promoting fungi activity | Biology Letters (royalsocietypublishing.org)