植物怎么“看”世界

人類能否預(yù)計未來，進行人生規(guī)劃？我想答案應(yīng)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(yù)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(yù)知能力，實在讓人大跌眼鏡！有科學(xué)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(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，只是我們從未察覺罷了？

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”，而達爾文曾經(jīng)也寫過有關(guān)植物根尖“大腦”的文章?？磥?，植物具有“意識”的觀點早就被科學(xué)家們提出。植物真的存在“意識”嗎？

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)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(nèi)沒有神經(jīng)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(huán)境的改變作出反應(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(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?！敝x旗研究員說：“植物的這些瞬間作出的反應(yīng)，和動物神經(jīng)系統(tǒng)的反射完全不同?？梢园阎参镞@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(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)?！?/p>

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，即使在相同的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。外界的環(huán)境會調(diào)控植物基因表達，從而使植物產(chǎn)生的蛋白不同、代謝不同，最后造成外觀上的差異?！?/p>

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(zhì)的影響而產(chǎn)生了變化。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。植物的生長和繁殖要在一定的溫度范圍內(nèi)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(huán)境也會導(dǎo)致植物形態(tài)上的差異；此外，土壤性質(zhì)的差異也會引起植物生長發(fā)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(dāng)那個毀壞植物的人經(jīng)過時，記錄紙上留下了體現(xiàn)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？謝旗研究員解釋說：“植物受到外界刺激時，會產(chǎn)生一種或多種激素。同樣，外界物質(zhì)會釋放一些我們?nèi)庋蹮o法察覺到的化學(xué)物質(zhì)，從而激起植物體內(nèi)發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)。然后，植物就會產(chǎn)生一些芳香化合物，這些化合物揮發(fā)在空氣中，就成為植物間互相聯(lián)絡(luò)的信號。”

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(jié)底還是因為刺激導(dǎo)致了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)”。他說：“植物的交流主要還是依靠于激素或其他次生產(chǎn)物的分泌。植物激素散發(fā)在空中，旁邊的植物會響應(yīng)植物激素。植物遭受干旱影響后，會產(chǎn)生一種適應(yīng)干旱的植物激素，以應(yīng)對下一次干旱的來臨。簡單來說就是植物基因的相關(guān)表達呈現(xiàn)加快或減緩的趨勢。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)地分泌出一些植物激素。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?！?/p>

（選自《科學(xué)與文化》2012年第11期）

（供稿/呂浩利）

閱讀練習(xí)

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(biāo)題。

5.簡要談?wù)勚参锖我杂腥绱遂`敏的神經(jīng)系統(tǒng)和復(fù)雜的反應(yīng)行為。

（參考答案見本期）