植物怎么“看”世界

徐冰

現(xiàn)代研究顯示，植物也有嗅覺、聽覺，當(dāng)它們陷于困境時會做出防御，還能提醒周圍的植物，它們甚至還擁有不同類型的記憶。有科學(xué)家認(rèn)為，植物也是復(fù)雜的生物體，過著豐富而感性的生活。

有科學(xué)家認(rèn)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(tài)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？

植物“思維活躍”

已逝植物遺傳學(xué)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”，而達爾文也曾經(jīng)寫過有關(guān)根尖“大腦”的文章。看來，植物具有“意識”這個疑問早就被科學(xué)家們提出，但植物真的存在“意識”嗎？該怎樣科學(xué)合理地解釋呢？

植物基因組國家重點實驗室謝旗研究員說：“植物與動物是不同的，動物的思維主要是通過神經(jīng)細胞，植物體內(nèi)沒有神經(jīng)組織，所以不會像動物那樣擁有意識。雖然沒有意識，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(huán)境的改變做出反應(yīng)。但這種反應(yīng)通常是隱性的，不容易觀察到。”

提到植物的“意識行為”，我們不免想到含羞草。它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？

“它主要是因為植物細胞中鉀跟氯離子的平衡受到刺激后被打破，導(dǎo)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，“植物的這些能瞬間做出的反應(yīng)，和動物的神經(jīng)系統(tǒng)的反射完全不同，你可以把植物的這種瞬間做出的動作理解為植物進化出來的一種‘機械式的機關(guān)。好比老鼠夾子，你一動它就夾上了，專業(yè)地來說叫‘信號傳導(dǎo)。信號傳導(dǎo)有兩種，其中一種是受到外界環(huán)境刺激時，細胞的活動快速反應(yīng)造成植物體內(nèi)發(fā)生生理變化；還有一種是通過基因的表達和蛋白的產(chǎn)生而做出變化，這種反應(yīng)需要的時間較長。我們應(yīng)該將思考與信號處理分開來看，不能混淆。”

植物“性情迥異”

之前有科學(xué)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，即使在相同條件下對它們進行培育，它們也會表現(xiàn)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(xué)。其中一項便是植物的生長可以隨著環(huán)境的變化來進行自我調(diào)控。比如我們將同一種植物一南一北種植，那么植物生長的大小便會存在差異。外界的環(huán)境會調(diào)控植物基因表達，因此，植物所產(chǎn)生的蛋白不同、代謝不同，最后造成外觀上的差異。”

謝旗研究員說：“光是植物生長發(fā)育的主要環(huán)境影響因素之一，而且是作物產(chǎn)量的重要決定因子。植物幾乎能夠感受各種層次的光，包括光照方向、光照持續(xù)時間、光量度以及光的波長；而植物的生長和繁殖要在一定的溫度范圍內(nèi)進行。在此溫度范圍的兩端是最低和最高溫度。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(huán)境也會導(dǎo)致植物形態(tài)上的差異。此外，土壤性質(zhì)的一些差異也會引起植物生長發(fā)育的變化。”

植物“記憶豐富”

美國的測謊專家巴克斯特曾做過一個實驗，在植物葉子上接上了一個測謊器的電極。為了證明植物具有記憶力，巴克斯特將兩棵植物并排放入——間屋內(nèi)，然后讓6個人穿著一樣的服裝，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(dāng)那個毀壞植物的人經(jīng)過時，記錄紙上出現(xiàn)了強烈反應(yīng)的記錄。

植物何以有如此靈敏的神經(jīng)系統(tǒng)和復(fù)雜的反應(yīng)行為？難道它真有一個“記憶庫”嗎？

通過巴克斯特的實驗，科學(xué)家們得出結(jié)論：那是一種名叫茉莉酮酸的化學(xué)物質(zhì)在起作用。植物激素把植物體內(nèi)的亞麻酸轉(zhuǎn)化成為茉莉酮酸，這是一種類似動物體內(nèi)的前列腺素的化學(xué)物質(zhì)。

植物“社交廣泛”

美國華盛頓大學(xué)的生態(tài)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在一片柳樹林中，一旦某一棵樹遭受蟲害，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適應(yīng)性，從而保護自己，減少蟲害，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，而且越靠近被害的樹，葉片中的石炭堿濃度越高。

一項最新的研究顯示，植物之間的交流，可以在根與根之間傳遞信號。

而這些另類的交流方式“歸根到底還是因為刺激導(dǎo)致植物激素或其他次生產(chǎn)物的產(chǎn)生、釋放和鄰里植物的接收及響應(yīng)”。

謝旗研究員說：“植物的交流主要還是依靠激素或其他次生產(chǎn)物的分泌，植物激素散發(fā)在空中，就會導(dǎo)致旁邊的植物相應(yīng)地產(chǎn)生植物激素。同一個植物經(jīng)過一次干旱以后，它就會產(chǎn)生一種適應(yīng)于干旱的植物激素，做好下一次干旱來臨時的對應(yīng)措施。簡單地說就是植物基因的相關(guān)表達加快或降低，有了適應(yīng)性。與相鄰植物的交流傳導(dǎo)，主要是因為它在面對干旱的時候，會相應(yīng)地分泌一些植物激素。比如我們現(xiàn)在噴讓果實成熟的乙烯，也是根據(jù)外界的刺激會讓植物蛋白發(fā)生變化這一原理來進行的。”