植物怎么“看”世界

人類能否預計未來，進行人生規劃？我想答案應該是否定的。

但有一種生長在美國西北部的植物——盾葉鬼臼卻可以預測天氣特征，計劃未來兩年的生長狀況。

這些看似靜默的小生命卻擁有如此強大的感知和預知能力，實在讓人大跌眼鏡！有科學家認為，人們看不到植物移動，并不意味著在植物體中沒有一個豐富的、動態的、多元的世界。難道無聲的植物們真的擁有自己獨特的表達方式，只是我們從未察覺罷了？

植物“思維活躍”

已逝植物遺傳學家、諾貝爾獎得主芭芭拉·麥克林托克稱，植物細胞“具有思想性”，而達爾文曾經也寫過有關植物根尖“大腦”的文章。看來，植物具有“意識”的觀點早就被科學家們提出。植物真的存在“意識”嗎？

中國科學院遺傳與發育生物學研究所植物基因組學國家重點實驗室謝旗研究員說：“植物與動物是不同的，植物體內沒有神經組織，但是植物擁有所有生命體共同的生命特征，那就是趨利避害的特性。這種特性可以讓植物對外界環境的改變作出反應。但這種反應通常是隱性的，不容易觀察到。”

提到植物的“意識行為”，我們最先想到的或許是含羞草。含羞草在受到外界刺激的時候，會把葉片瞬間收攏，這種看似帶有“意識性”的舉動該如何解釋呢？

“受刺激后，植物細胞中鉀和氯離子的平衡被打破，導致葉片中的水分通過莖流入植物根部，葉子細胞組織的張力下降至葉下垂。”謝旗研究員說：“植物的這些瞬間作出的反應，和動物神經系統的反射完全不同。可以把植物這種瞬間能作出的動作理解為植物進化出來的一種‘機械式’的機關。好比老鼠夾子，你一動它就夾上了。專業地來說叫信號傳導。”

植物“性情迥異”

之前有科學家做過實驗：從同一個母體植物上切下來的兩個切片或從同一個母體植物上克隆的兩株小植物，即使在相同的條件下對它們進行培育，它們也會表現各異。

對于這種生長差異，謝旗研究員說：“這里就要提到‘表觀遺傳學’。其中一項便是植物的生長可以隨著環境的變化來進行自我調控。外界的環境會調控植物基因表達，從而使植物產生的蛋白不同、代謝不同，最后造成外觀上的差異。”

原來植物的生長差異是因為植物受到溫度、光照時間以及生長地土壤性質的影響而產生了變化。謝旗研究員說：“光是植物生長發育的主要環境影響因素之一，而且是作物產量的重要決定因子。植物的生長和繁殖要在一定的溫度范圍內進行，低于最低溫度或高于最高溫度都會引起植物體死亡，不同的溫度環境也會導致植物形態上的差異；此外，土壤性質的差異也會引起植物生長發育的變化。”

美國測謊專家巴克斯特曾做過一個實驗。他在植物葉子上接上了一個測謊器電極，以證明植物具有記憶力。接好電極的兩棵植物被并排放入一間屋子，然后讓六個相同服裝的人戴著面罩從植物前面走過。其中一個人將植物毀壞。之后，再讓他們從植物前面走過，當那個毀壞植物的人經過時，記錄紙上留下了體現強烈反應的記錄。

植物何以有如此靈敏的神經系統和復雜的反應行為？難道它真有一個“記憶庫”嗎？謝旗研究員解釋說：“植物受到外界刺激時，會產生一種或多種激素。同樣，外界物質會釋放一些我們肉眼無法察覺到的化學物質，從而激起植物體內發生某些化學反應。然后，植物就會產生一些芳香化合物，這些化合物揮發在空氣中，就成為植物間互相聯絡的信號。”

植物“社交廣泛”

美國華盛頓大學的生態學家發現，在一片柳樹林中，一旦某棵樹遭受蟲害，其新葉中的石炭堿的分泌量就會大量增加，以降低新葉對害蟲的吸引力，從而保護自己。而在這棵遭受蟲害的柳樹周圍約70米范圍的其他柳樹葉片中的石炭堿含量，均有不同程度的增加，而且越靠近蟲害之樹，其葉片中的石炭堿濃度越高。

最近的一項研究顯示，植物之間的交流，可以借由植物根與根之間的信號傳遞來進行。

在謝旗研究員看來，這些“另類”的交流方式“歸根結底還是因為刺激導致了植物激素或其他次生產物的產生、釋放和鄰里植物的接收及響應”。他說：“植物的交流主要還是依靠于激素或其他次生產物的分泌。植物激素散發在空中，旁邊的植物會響應植物激素。植物遭受干旱影響后，會產生一種適應干旱的植物激素，以應對下一次干旱的來臨。簡單來說就是植物基因的相關表達呈現加快或減緩的趨勢。與相鄰植物的交流傳導，主要是因為它在面對干旱的時候會相應地分泌出一些植物激素。比如我們現在噴讓果實成熟的乙烯，也是根據外界的刺激會讓植物蛋白發生變化這一原理來進行的。”

（選自《科學與文化》2012年第11期）

（供稿/呂浩利）

閱讀練習

1.含羞草在受到外界刺激的時候會把葉片瞬間收攏，如何解釋這種舉動？

2.文章畫波浪線的語句使用了什么說明方法？有什么作用？

3.造成植物“性情迥異”的原因是什么？

4.在選文第10段空白的橫線上給第11—12段擬寫一個合適的小標題。

5.簡要談談植物何以有如此靈敏的神經系統和復雜的反應行為。

（參考答案見本期）