MIT의 새로운 연구에 따르면 벼 씨앗은 빗소리를 "듣고" 그에 따라 발아 과정을 조절할 수 있다고 합니다. "식물의 씨앗과 묘목이 자연의 소리를 감지할 수 있다는 최초의 직접적인 시연"이라고 불리는 이 연구는 식물이 환경에 적응하기 위해 소리 신호를 어떻게 사용하는지에 대한 새로운 단서를 제공합니다.

이 연구가 오래 전에 과학계에서는 소리가 식물에 미치는 영향을 반복적으로 지적해 왔습니다. 일부 연구에 따르면 상하이 청나라의 클래식 음악을 연주하면 성장을 촉진할 수 있는 반면 록 음악은 성장을 억제할 수 있으며 이는 다양한 음원이 식물에 차별적인 영향을 미칠 수 있음을 나타냅니다. 다른 실험에서는 소리가 식물의 행동에 광범위하게 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 일부 꽃은 곤충 날개의 특정 피치를 사용하여 꽃가루를 방출할지 여부를 결정합니다. 애기장대와 담배는 애벌레가 이웃 식물을 씹는 소리를 '듣고' 방어 능력을 높이기 위해 체내 니코틴 등 독성 물질의 함량을 높인다. 합성기에서 방출되는 신호음은 녹두, 오이, 쌀의 종자 발아와 묘목 성장을 촉진하는 것으로 보고되었습니다.

이전에 전자음을 재생하기 위해 스피커를 사용했던 것과 달리, 이번에 MIT 팀은 자연적인 상황, 즉 강우에 더 가까운 음원을 선택했습니다. 그들은 먼저 논과 유사한 얕은 물 환경에서 빗방울이 물에 떨어질 때 발생하는 소리를 측정했습니다. 결과는 이 음파의 강도가 누군가가 귀에 대고 큰 소리를 지르는 것과 동일하다는 것을 보여 주지만, 주파수 범위는 대부분 인간의 귀가 듣기 어려운 고주파수 및 저주파 대역에 속합니다. 그런 다음 연구자들은 모의 강우량을 얕은 벼 종자 웅덩이에 붓고 발아율을 물이 고인 환경에 있는 종자의 발아율과 비교했습니다. 실험에 따르면 약간의 "이슬비"는 발아에 거의 영향을 미치지 않는 반면, 비가 많이 오면 발아율이 크게 증가하는 것으로 나타났습니다. 가장 강력한 폭풍우 시뮬레이션 조건에서 발아율이 30% 이상 증가했습니다.

연구팀은 또한 이전 연구에서 중요한 단서를 발견했습니다. 2002년 연구에서는 전분을 합성할 수 없는 애기장대 돌연변이가 진동에 노출되었을 때 일반 식물과 상당히 다르게 반응한다고 보고했습니다. 음파는 본질적으로 가스, 액체 또는 고체를 통해 이동하여 인간의 고막과 같은 구조를 진동시켜 우리가 소리로 인식하는 진동 에너지입니다. MIT 팀은 다음과 같은 가설을 세웠습니다. 식물이 음파를 "듣기" 위해서는 전분을 합성하는 능력이 필요할 수도 있습니다.

이 아이디어에 따라 연구자들은 식물 세포에서 "statolith"라고 불리는 일종의 구조에 중점을 두었습니다. 스타톨리스라는 용어는 "서 있는 돌"을 의미하는 그리스어에서 유래되었으며 식물이 중력의 방향을 감지하는 데 사용하는 핵심 장치입니다. 중력을 감지할 수 있는 세포는 고밀도 전분으로 채워진 작은 몸체로 채워져 있습니다. 그들은 세포 내부로 가라앉아 주변 구조물과의 접촉 및 최종 휴식 위치를 통해 어느 방향이 "아래"인지 식물에 "보고"합니다. 연구자들은 녹음된 빗소리가 벼 씨앗의 균형돌에 어떻게 작용하는지를 모델링했으며 그 소리가 드럼의 구슬처럼 세포 바닥에 가라앉은 균형돌 층을 흔들기에 충분하다는 것을 발견했습니다. 균형돌은 가벼운 비소리에 거의 영향을 받지 않았습니다. 비가 강해짐에 따라 그것들은 계속해서 위로 던져지고 가속되었으며, 이는 관찰된 발아 자극과 일치하는 행동이었습니다.

이 모델은 또한 세포 바닥에 있는 평형 돌 층의 쌓인 상태가 어린이 놀이터의 플라스틱 공으로 채워진 볼풀과 유사하게 음파의 영향을 받아 거의 액체처럼 거동한다는 것을 보여줍니다. 이 경우, 소리 에너지는 이 "액체" 층을 지속적으로 교반하여 식물의 다른 부분으로 화학적 신호를 보다 효율적으로 확산시키는 데 도움을 줍니다. 위에서 언급한 전분 결핍 애기장대(Arabidopsis thaliana)가 진동에 정상적으로 반응하는 데 어려움을 겪는 이유는 아마도 석류에 필요한 전분을 만들지 못하여 이 감각 시스템이 기능하지 못하기 때문일 것입니다. 이는 밸런스 스톤이 식물이 외부 진동을 "듣는" 중요한 메커니즘일 가능성이 있음을 보여줍니다.

증거가 계속 축적됨에 따라 과학계는 일반적으로 식물이 소리를 감지하고 반응할 수 있다는 사실을 받아들입니다. 그러나 이것이 식물이 실제로 "듣는다"는 것을 의미하는지, 즉 신호를 인식하는 데 어떤 종류의 의식이나 정신이 필요한지 여부는 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 식물은 인간이나 대부분의 동물과 달리 유사한 신경계와 중앙 집중식 뇌를 가지고 있지 않습니다. 최근 몇 년 동안 식물이 어떤 형태로든 "지능"을 가지고 있는지에 대한 치열한 논쟁이 있었습니다. 일부 연구자들은 식물이 어느 정도 지능적인 행동을 보인다고 믿는 반면, 다른 연구자들은 이에 대해 부정적인 태도를 가지고 있습니다.

"식물 지능"이라는 개념을 뒷받침하는 한 가지 증거는 2017년 연구에서 나왔습니다. 완두콩 뿌리는 물 흐르는 소리를 따라 단순한 미로에서 물을 "찾을" 수 있는 것으로 보입니다. 2016년의 또 다른 연구에서는 완두콩 묘목이 부채꼴의 바람 방향과 빛의 방향을 연관시키는 방법을 학습하여 광원이 어디에 있는지 "예측"할 수 있다고 주장했습니다. 식물에서도 동물과 유사한 전기 신호가 관찰되었지만 이러한 신호는 신경계와 정확히 일치하는 특수 구조를 통해 전파되지 않습니다. 많은 경우, 과학자들은 아직 이러한 전기 신호의 정확한 기능을 알지 못합니다. 이는 식물이 반응하는 방식이 항상 직관적이지 않기 때문일 가능성이 높습니다.

명확한 예로는 전기 신호를 사용하여 잎을 빠르게 닫은 다음 먹이를 "부수기" 위해 전기 신호를 사용하는 비너스 파리통과 만졌을 때 전기 신호를 사용하여 잎을 빠르게 닫는 미모사가 있습니다. 이러한 현상은 정보 처리 및 반응이 단일 뇌 구조에 집중되기보다는 식물 시스템 전체에 분산될 수 있는 보다 "분산화된" 형태의 지능에 대한 상상의 여지를 남깁니다. 그러나 이러한 분포된 반응을 인간의 의미에서 '청각' 또는 '의식'과 직접적으로 동일시하는 것은 여전히 ​​자의적입니다.

청각 문제 외에도 의식 자체도 연구에 철학적 도전을 제기합니다. 의식의 정의에 대해서는 다양한 의견이 있습니다. 생물학자 린 마굴리스(Lynne Margulies)와 그녀의 협력자 도리안 세이건(Dorian Sagan)은 가장 기본적인 수준에서 의식은 외부 세계에 대한 인식으로 이해될 수 있다고 제안했습니다. 이것이 기준으로 사용된다면, 생존하고 환경에 반응하는 모든 종은 비록 그 복잡성과 구체적인 표현은 매우 다양하지만 아마도 어떤 형태의 의식을 소유해야 할 것입니다.

아마도 벼잎이 '인식하는' 세계는 인간의 경험과 너무 동떨어져 있어서 그들이 어떻게 음파를 '경험'하는지 진정으로 이해하기 어려울 것입니다. 하지만 이번 MIT 연구와 기존 증거로 볼 때 어떤 의미에서 빗소리를 '듣는다'고 말하는 것도 근거 없는 비유는 아닐 것이다.