英媒:疼!AI破譯植物求救信號

英國《泰晤士報》2月21日文章,原題:植物學家成功破解植物那些不能言說的“痛” 生物學家找到破解植物求救信號的密鑰,有助於構建農作物的蟲害和疾病侵襲預警體系。瑞士巴塞爾的農業科研團隊運用機器學習技術,首次實現對植物電生理信號的破解。截至目前,科研人員所捕捉的最清晰的信號,就是植物的“好痛”。研究團隊負責人帕特里克·霍格稱:“這就是植物‘喊疼’的方式。”

一個世紀前,植物學家就發現植物能在機體內傳遞電信號,但這些信號始終是人類難以理解的無字天書。隨着AI技術發展,機器破譯和解析海量數據的能力打破這一壁壘。通過爲植株接上電信號監測設備,研究人員安科·布赫霍爾茨發現植物並不總是“沉默”。

在給植物接上“心電圖”設備後,團隊開展對照試驗,第一組番茄植株暴露在土壤微型線蟲環境中,第二組大豆植株被投放了椿蟲羣。通過持續監測植物電信號輸出,並導入軟件模型分析,科研團隊精準鎖定了植物遭受侵害時發出的電信號。由於常規手段很難及時察覺蟲害,這一信號可能會成爲至關重要的早期預警機制。

“線蟲蟄伏在土壤裏,肉眼無法觀測,”霍格說,“只有當作物產量銳減時,人們纔會察覺到它們的存在。”中南美洲常見的椿蟲,其傷害往往也要待作物遭侵襲一週後纔會顯現。作爲全球核心糧食作物之一,大豆佔植物性蛋白供應量近半數,但每年卻有21%的大豆植株因害蟲和疾病而損耗。布赫霍爾茨表示:“這項新技術有望促進更精準、更溫和的農藥迭代。”目前農場只能大量噴灑化學藥劑,通過地毯式轟炸策略徹底消滅害蟲,但這一方式太粗放且缺乏針對性,治標不治本。

當下,科學家只能判定植物是否處於應激狀態,無法甄別侵害的來源。但布赫霍爾茨已將解讀電生理信號差異、準確判定“殺手是誰”納入了下一步科研目標。如果能準確掌握作物遭受侵害的時間和病蟲種類,農民只需要“對症下藥”、施用專門藥劑,便能定向清除病蟲害。布赫霍爾茨表示:“我們計劃建立植物信號庫,使其成爲植物保護領域的實用工具。”既然“讀懂”了植物,科學家們正在全力回應它。(作者本·斯賓塞,華安譯)



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