Семена риса в природе часто прорастают в условиях неглубокой воды, где звук дождя распространяется особенно хорошо. Ученые предположили, что именно этот звук может служить сигналом для начала роста. Чтобы проверить гипотезу, они воспроизвели условия осадков в лаборатории, воздействуя на семена звуковыми волнами от падающих капель.

В ходе экспериментов около 8000 семян поместили в неглубокие емкости с водой. При этом капли падали на расстоянии, исключающем прямой контакт — до семян доходили только звуковые колебания. Исследователи варьировали размер и высоту падения капель, имитируя слабый, умеренный и сильный дождь, а также фиксировали акустические параметры с помощью гидрофона.

Семена, подвергшиеся воздействию звука воды, прорастали на 30–40% быстрее. Особенно заметный эффект наблюдался у семян, расположенных ближе к поверхности — они лучше улавливали звуковые волны и быстрее переходили к росту.

Ученые предложили объяснение этому явлению. Растения очень чувствительны к окружающей среде: чтобы выживать, они в ходе эволюции научились реагировать на самые разные сигналы — от прикосновения и запахов до света, к которому большинство из них тянется. Не менее важна для них и способность воспринимать гравитацию: именно она определяет, что корни растут вниз, а побеги — вверх. За это «чувство направления» отвечают статолиты — плотные микроскопические структуры внутри клеток, которые под действием силы тяжести смещаются и оседают, словно песчинки в жидкости, запуская рост в нужную сторону.

При падении капли на поверхность воды или почвы возникает звуковая волна, вызывающая микровибрации окружающей среды. Эти колебания способны смещать статолиты внутри клеток семени, а их движение, в свою очередь, служит сигналом к началу роста. Расчёты подтвердили, что энергия звука дождя действительно достаточна для такого воздействия.

По оценкам исследователей, акустическое давление, которое испытывает семя под водой рядом с падающей каплей, сопоставимо с уровнем звукового давления в воздухе на расстоянии нескольких метров от реактивного двигателя.

Авторы работы считают, что такая чувствительность к звуку дает растениям эволюционное преимущество. Если семя способно «услышать» дождь, значит, оно находится на подходящей глубине — достаточно близко к поверхности, чтобы получить влагу и успешно прорасти. В дальнейшем исследователи планируют изучить, как на растения влияют другие природные звуки и вибрации, например, от ветра.