看上去呆頭呆腦的植物其實也有靈性。科學家的最新研究證明,植物不僅有感覺,而且還可能擁有感情、記憶,可以交流,甚至有屬于自己的獨特語言。
手足情深
與陌生人相比,人們對待自己的親友肯定要親切得多,這大概是因為“血濃于水”的緣故吧。科學家發現,植物似乎也像人一樣遵循著類似的原則。有些植物可能認得自己的手足,對待親屬要比非親屬更好一些。甚至可能改變自己的生存方式讓血親有更好的存活機會。
植物被栽種后,根會長出分支來吸收水和養分。當許多相同種類的植物栽種在一起時,會產生許多問題,每株植物都會伸展其根部,試圖搶奪珍貴的資源:水分和土壤養分。除非是遇到自己的親兄妹,它們才會變得非常友好,相互禮讓,讓大家的根部都有充裕的生長空間。
加拿大麥克馬斯特大學植物進化生態學家蘇珊·達德利說:“我們常認為植物相當被動、遲鈍,事實上,它們能積極感知其他植物并有所反應。”達德利教授和學生阿曼達通過搜集在五大湖區沿岸常見的芥屬植物海馬康草,以確認這些植物是否真的認得出自己的手足。
實驗結果跟預想的情況不謀而合:海馬康革是一種一年生植物,通過白花授粉產生一批幾乎同樣的后代。研究人員在每個花瓶中栽種了4株海馬康草,這樣它們的根系便能夠纏繞在一起。海馬康草在花瓶里生長了8周的時間,直到開花,隨后被連根拔起,以檢查它們的根、莖、葉以及芽的發育情況。
結果發現,與那些同“陌生者”栽種在一起的植物相比,與自己的同族生活在同一個花瓶中的海馬康草的根系要小得多。如果鄰居非手足,海馬康草會讓根系盡量生長,搶在鄰居之前吸收養料和水分。
達德利說,這項研究第一次證明,植物感知周圍的同族后,會通過生長較小的根系來做出利于他人的響應。達德利解釋說,在一個“兄弟姐妹”共享了許多基因的生物群落中,“別人的成功就是你的成功”,“只要它們意識到讓彼此都能夠充分發育,那么,每個個體都能夠生長得更好?!?/p>
動物世界有很多社交互動的例子,甚至認得自己的血親,但植物世界以往并無這種例證。海馬康革實驗可能使教科書上有關植物行為的部分重寫。
用嗅覺尋找獵物
長久以來。植物的“社交生活和交往”對人類來說一直是個難解的謎。有的植物能依靠光線的微妙變化來感知它們鄰居的動向,有的植物可以通過其他植物揮發出的化學物質來感知。寄生植物菟絲子就是這樣一種對別的植物的“體味”極其敏感的植物。
菟絲子本身無根無葉,所以不能獨立生存。它擁有黃綠色的柔軟線狀莖,本身不含葉綠素,也不能像其他植物一樣產生光合作用。所以它必須寄生在寄主體上。然后再從寄主植物那里吸收養分。
在適宜的環境中,掉落在泥土中的菟絲子種子就會發芽,當嫩黃色的枝蔓長出來時,它就開始努力尋找“獵物”,因為它要趕在種子中的營養成分被消耗殆盡之前找到合適寄主,否則它就會死去。
當菟絲子找到了能夠為它提供營養的植物時,黃色的枝蔓就會纏上去。并在纏繞部位產生大量的吸盤牢牢地抓住寄主,瘋狂地吸取養分。與此同時,菟絲子的地下部分發生退化,成為無根的植物。在菟絲子的折磨下,寄主的生長發育受到嚴重影響甚至死亡,而菟絲子則茁壯成長,在短時間內產生更多的枝蔓來占據更多的領地,汲取更多的養分。
菟絲子選擇寄生目標的能力超強,但它的選擇方式卻一直都是一個謎。直到美國賓州州立大學的植物學家莫里斯通過研究才發現,菟絲子是利用嗅覺來分辨哪些植物可以成為較好的寄主。
莖是菟絲子最發達的結構。能夠逆時針方向纏繞寄主植物。菟絲子的莖每隔一定距離就有一個類似吸盤的構造,中間的尖端能分泌可以破壞細胞壁的酶,可溶解寄主的莖組織。其莖尖有靈敏感覺,可以“嗅”出適合的寄主植物所在的準確位置。
每種植物都有屬于自己的特殊“體味”。菟絲子可以分辨番茄株與麥子的不同,更有趣的是,菟絲子能將自己往最合適的寄主方向移動,有如動物一般。對于一個沒腦的生物而言,這樣的本能還真是驚人。
會發求救信號
一般人對植物都有“不會移動”與“沒有感覺”的觀念。可是植物并不是我們想象的那么被動與無知。當面臨大量饑餓的食草動物時,植物不會只是被動等待被吃光的命運。
最新研究證明,當植物受到蝗蟲侵害時,它會向鄰居們發出一種化學信號。相鄰的植物一接到“蝗蟲入侵”的信號就會立即啟動它們的防御系統。在一些情況下,這種求救信號會吸引益蟲的援助。比如說,當一個毛毛蟲在吃一種植物時,這種植物就會發出一種可吸引黃蜂的求救信號,將黃蜂吸引來把毛毛蟲吃掉。
為了研究植物是如何相互交流和傳遞信息的。美國加州大學的昆蟲學家理查德·卡爾班和他的同事們以猶他州和亞利桑那州一排排間隔著生長的野生煙草和山艾樹為實驗對象。為了模仿被昆蟲侵害的情形,他們剪掉了部分山艾樹的葉子,山艾樹這時就立即散發出了一種被稱為甲基茉莉酸的揮發性物質。
當研究人員檢查順風方向的煙草葉時,他們發現煙草立即建立了它們的防御系統。幾分鐘內,煙草體內的一種名為PPO的酶增加了4倍,這種酶可使煙草的葉子產生讓食草蟲難以下咽的味道。而通過這樣的自衛措施,剪掉葉子的山艾樹和煙草遭受到的由蝗蟲和毛毛蟲造成的損傷,要比附近沒有剪掉葉子的山艾樹和煙草的損傷輕60%。
這無疑是植物間交流的最精彩例子。值得一提的是,山艾樹不會釋放甲基榮莉酸來幫助那些和它毫不相干的鄰居。