植物“感官世界”大揭密

眾所周知，一般只有動物才具有視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺等感官功能，然而，以色列特拉維夫大學曼納植物生物科學中心的科學家丹尼爾·查莫維茨在其新書《植物知道些什么》中披露，盡管大多數人從來都沒將植物看做是一種具有感覺的生物，因為它們沒有眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵和皮膚，但事實上，大多數植物也像人類一樣，擁有視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺，并且這些感官功能對它們的生存非常重要！因為植物在一個地方扎根后，它們無法像動物那樣可以四處移動去尋找食物，也無法像動物逃避天敵一樣逃避害蟲的侵襲。在面對暴風雨的時候，它們無法像動物一樣可以為自己找一個藏身之所。所以，要想在各種無法預知的惡劣環境中生存下去，需要通過自己獨特的感觀功能來“感覺”身邊的世界，并對各種環境變化作出相應的反應。當有草食性動物靠近或遭遇害蟲襲擊時，它們甚至還能發出氣味和聲波，及時向附近的其他“植物朋友們”發出警報！

視覺：無眼，但能“看到”各種光

植物也能“看見”東西嗎？科學研究發現，其實像人類一樣，植物也能“看見”光。與人類的眼睛具有光感受器相似，植物的枝干和葉子上也有屬于它們自己的光感受器。它們不但能區分紅光和藍光，甚至還能“看到”人類無法看到的波長，譬如光譜中的紅外光和紫外光。植物還能“看到”光的來源方向，并據此判斷光照的時長。達爾文早就發現，如果植物渴望陽光照耀，它們的枝莖就會向光線方向彎曲。植物的光合作用可利用陽光能量將二氧化碳和水轉成糖分，所以植物需要探測光線來源以便制造“食物”。

植物的細胞膜中有一種對藍光非常敏感的向光素，而植物葉子中存在一種光敏色素，則對紅光相當敏感。光敏色素類似于“光控開關”：當植物被紅光照耀時，光敏色素會轉換到可以探測紅外光線的模式；當植物被紅外光線照耀時，它會自動轉換到可以探測紅光的模式。這一功能使得植物可以像人類一樣“日出而作，日落而息”。比如，傍晚時分，當植物探測到大量紅外光線后，它就開始“休息”；次日早晨太陽升起后，探測到了紅光的植物就會蘇醒過來進行光合作用。

植物的向光素和光敏色素與動物眼中的光感受器完全不同，盡管它們都是由同一種蛋白質構成。該蛋白質和一種能夠吸收光線的化學物質有關。不過，動物和植物仍有一種共享的光感受器，那就是隱花色素。動物細胞中的隱花色素可以感受藍光和紫外光，并用這一信號調整生物鐘和生物周期節律，而植物則可以通過隱花色素感受到的信號來調整葉子的變化和光合作用。

觸覺：作出獨特反應

科學研究發現，植物顯然也具有觸覺。風吹過樹枝、小蟲爬過葉面、藤蔓纏上枝梢，樹木其實都可以感覺到。植物甚至對氣溫的冷熱也有感覺，所以能對不同的天氣產生不同的反應，譬如改變自己的生長速度、調節水分使用量等。所有植物都具有觸覺，但觸覺最敏感的植物當數食蟲植物捕蠅草。當一只蒼蠅、甲蟲或一只小青蛙爬過它的葉子時，捕蠅草葉片能夠迅速關閉，將蟲子困在里面。捕蠅草知道什么時候該關閉葉子，因為它能感覺到蟲子爬到的位置。

事實上，捕蠅草感知蟲子在它葉面上爬過的方式和人體感知一只蒼蠅爬過手臂的方式驚人的相似。當人體皮膚的觸覺接受器感覺到昆蟲的運動后，就會立即激活一個電流信號。該信號通過神經抵達大腦，讓大腦知道蒼蠅的存在并迅速作出反應。同樣，當一只蒼蠅觸碰到捕蠅草葉子上的刺毛時，也會引發一個電流信號穿過葉子，并激活葉子細胞膜上的離子通道和“封閉開關”，使葉子在不到0.1秒的時間內迅速關閉，將“小獵物”困在里面。

盡管大多數植物的反應不會這么快，但它們感覺外部觸覺刺激的方式都和捕蠅草相似。不過讓科學家最感興趣的是，植物和動物的觸覺都使用相同的蛋白質來感知外部世界。這些“機械性刺激感受器”嵌在細胞膜中。當感受到外部壓力的刺激時，它們會讓帶電離子穿過細胞膜，在細胞內部和外部形成一個不同的電荷，從而產生一個電流信號。當然，植物不像動物那樣有一個大腦可以翻譯處理這些電子信號，但仍然能通過自己獨特的方式來對這些觸覺信號作出反應。

嗅覺：靠接受器產生作用

許多動物都利用靈敏的鼻子在大自然界中捕獵食物。事實上，一種名叫菟絲子的寄生藤堪稱是植物世界中的“嗅探犬”，因為它也是通過嗅覺來尋覓食物的。菟絲子幾乎沒有大多數植物所擁有的葉綠素，所以它必須通過吸食其他植物的含糖樹汁來生存。平時，它必須通過嗅覺來尋覓“獵物”。它能根據不同植物散發出來的氣味區分哪些植物可以成為它的“獵物”，哪些植物身上有它最喜歡的“食物”，哪些植物是不健康的種類。其實，地球上的所有植物都具有嗅覺，只不過菟絲子的嗅覺更加靈敏罷了。我們都知道，動物鼻子中的傳感器能夠辨別空氣中的氣味分子，而植物身上也具有一種接受器，能對揮發性化學氣味作出反應。

科學家早就發現，將未成熟的水果放在乙烯氣體中，就會誘使它成熟。此外，所有成熟的水果都會散發乙烯氣味，并使未成熟的水果對該氣味作出反應，加快自身的成熟速度。這種反應能夠確保一塊田地中的水果都能大面積地幾乎同時成熟?？梢哉f，乙烯是一種具有很多用途的植物激素，除了促使水果同時成熟外，還具有調節植物葉子顏色的作用。

除此之外，植物們還能通過散發氣味來互相進行“交流”。譬如，當一棵樹木遭到大批毛毛蟲侵襲后，就會散發出一系列化學氣味，向附近的樹木發出警告。附近樹木聞到這種化學氣味警告后，就會迅速產生一些化學物質，使它們的葉子變得相當難吃，從而逃過毛毛蟲的肆虐之劫。研究顯示，那些沒有遭遇害蟲感染地區的樹木，并不會產生這些化學物質。

味覺：感受器在根部

受到害蟲侵襲的樹木能夠通過散發化學氣味的方式向附近的樹木發出警告。附近的樹木嗅到這種氣味后，就會作出相應的“防衛反應”。事實上，樹木也具有味覺。當樹木遭到大批害蟲襲擊后，還會釋放出一種叫做茉莉酮酸甲酯的揮發性氣體。該氣體傳到附近樹木的葉子上后，并不會被樹木的嗅覺探測到。相反，它會在葉子中形成一種水溶性的茉莉酸，依附在細胞中的特殊接受器上，使樹葉通過味覺收到警告信號，產生“防衛反應”。就像我們舌頭的接受器能對各種不同的味覺分子產生反應一樣，植物的味覺接受器也能對各種不同的揮發性分子產生反應。

由于味覺涉及可溶性化學物，所以大多數植物的味覺接受器都位于它們被泥土和水分包圍的根部。一項實驗顯示，植物可以通過根部散發的化學信息來辨認它們附近的“親戚”，甚至能和鄰居們進行“根與根之間的交流”。如果一排植物探測到干旱信號，它們只需要1小時就能將警告信息傳遞給附近的“鄰居”和“朋友”，從而使它們及時關閉自己的氣孔，防止水分流失。科學家相信，這些警告信息顯然都是通過樹根和某種水溶性分子來互相進行傳遞的。

聽覺：音樂能使植物長得更繁盛

許多人都相信植物具有聽覺，譬如一些人認為，如果對著花草、水果、蔬菜等播放悠揚悅耳的古典音樂，它們就會長得更加鮮艷和豐盛；如果對它們播放吵鬧不堪的重金屬音樂，它們的葉子則會變得枯萎、憔悴。而美洲印第安人更有一種古老儀式：每當玉米要結棒子時，印第安婦女和老人就會到田間用商量的口吻和一株株玉米談話：“??！讓你的孩子——玉米種子們養活我的孩子吧！我也要讓我的孩子世世代代種玉米，養活你的孩子！”以求通過這種“談心儀式”獲得玉米大豐收。不過，這些植物能“聽見”聲音的說法并沒有得到可信的科學驗證。

瑞士伯爾尼市植物科學學會的研究人員發現，植物或許真的可以“聽到”其他植物發出的聲音。該科學學會的研究人員最近錄下了一些松樹和橡樹在干旱情況下發出的超聲波振動?？茖W家相信，這些超聲波聲音可能是在向其他樹木發出信號，讓它們早點兒為干旱作準備。意大利佛羅倫薩大學國際植物神經生物學實驗室的科學家斯蒂法諾·曼庫索和他的同事正在對植物的聽覺進行高標準研究。最初的實驗顯示，玉米的根部能夠感知特殊的振動頻率。更令人驚訝的是，這些根甚至能夠自己產生聲波。endprint