MIT研究：植物能聽到雨聲 加速破土發芽

美國麻省理工學院（MIT）研究發現，植物擁有感知聲音的能力，能聽見雨水落下時產生的聲音。實驗顯示，稻米種子在聽到雨聲後，發芽速度比未接觸雨聲的種子更快。

研究團隊將稻米種子浸置於淺水中進行觀察，發現雨滴落下的聲波振動，能有效喚醒休眠中的種子提早萌芽，並且發芽速度明顯比未接受相同聲波振動的種子快。

這項實驗結果是科學界首次直接證明植物種子與幼苗，能夠感知自然界聲音的證據。研究成果已發表於《科學報告》（Scientific Reports）期刊。

稻米因為能在土壤與淺水環境中發芽，而成為理想的研究對象。研究團隊推測，許多擁有類似特性的植物種子，可能也具備感知雨聲的能力。

研究發現，稻米種子在聽到雨聲後，發芽速度比未接觸雨聲的種子更快。圖為屏東縣田間水稻。(攝影／記者簡惠敏)

為什麼雨聲能讓種子萌芽？

研究團隊提出假設，解釋種子如何做到這一點：當雨水落在水坑表面或地面時，會產生聲波並引發周圍環境振動，包括在淺水中的種子。這些振動的強度可能足以使種子內的「平衡石」（statoliths）移位。

「平衡石」是種子細胞中的微小重力感測細胞器，密度高於細胞質，能在細胞內移動並下沉，是植物感知重力的來源之一。當平衡石沉降在細胞底部時，它的位置可反映重力方向，成為指引種子生「根」或發「芽」的訊號。

研究團隊用數學計算，來判斷水滴產生的物理振動是否能擾動種子內的平衡石。若結果成立，這項假設將支持聲音能直接刺激植物的生長機制。

他們在計算中，納入了雨滴的大小與終端速度（即物體落下時最終達到的恆定速度），並推算水滴所產生的聲波振動幅度。結果發現，在稻米種子上進行的實驗結果與計算相符：雨聲確實能使種子的平衡石產生位移與晃動，而平衡石很可能就是植物能「感知」雨聲，並快速生長的根本原因。

研究作者、MIT機械工程學教授尼古拉斯．馬克里斯（Nicholas Makris）表示：「全球已有很多優秀研究揭示，植物有感知重力的機制。我們的研究顯示，這個機制似乎也能讓種子感知雨聲，判斷自身在土壤或水中的深度是否有利於生存。」

圖為農夫插前在水田裡畫出經緯線。(攝影／記者謝月琴)

聽見雨聲 發芽速度快3~4成

在實驗中，研究團隊將約8千顆稻米種子浸沒在淺水容器中，接著對部分種子做滴水測試，模擬小雨、中雨與大雨等不同強度的降雨情境。這些種子不會被水滴直接碰到，只會受到聲音（聲波）影響。

同時，他們使用水下麥克風（hydrophone）測量水滴在水中產生的聲學振動，並將資料與在自然環境中的雨天錄音進行比較，包括水坑、池塘、溼地與土壤中的聲音。結果證實，實驗室中的水滴確實能產生與自然降雨相同的聲學振動。

研究人員發現，聽過模擬雨聲種子組的發芽速度，比未接觸雨聲的對照組快30%~40%。而越接近水面或土壤表層的種子，越能感知到水滴聲音並加速生長。

實驗結果顯示，能感知雨聲的種子可能具有生物學優勢：當種子能回應雨聲時，通常代表它位於較淺的土層，而這樣的深度有利於吸收水分並順利向上萌芽。

馬克里斯指出，「研究顯示，種子能以某些方式感知聲音，這種能力有助於存活。同時，雨聲所帶來的能量也可能加速種子生長。」◇