根的“智慧”

成琳嵐

植物是具有智慧的生物

要是亞里士多德也和巨杉打過(guò)交道，也許他就不會(huì)再把植物置于他所謂“生命階梯”的底層了。遺憾他沒(méi)有。他的這一理論讓后世的植物學(xué)家為此飽受困擾。多少世紀(jì)以來(lái)，敢于挑戰(zhàn)他說(shuō)法的人寥寥無(wú)幾。不過(guò)，現(xiàn)在這樣的情況終于有所改善了。在過(guò)去的十年中，科學(xué)家們對(duì)植物進(jìn)行了深入的研究，并發(fā)現(xiàn)，植物其實(shí)對(duì)它們所處的環(huán)境以及彼此都有著一種復(fù)雜的認(rèn)識(shí)，并且它們還能就自身的感知進(jìn)行交流。有證據(jù)表明，植物還具有記憶，能整合大量數(shù)據(jù)，且有可能據(jù)此進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。一些植物學(xué)家認(rèn)為，植物是具有智慧的生物，它們擁有自己獨(dú)特的“神經(jīng)生物學(xué)”。不僅如此，植物學(xué)界甚至還出現(xiàn)了有關(guān)植物意識(shí)的實(shí)驗(yàn)性觀點(diǎn)。

查爾斯·達(dá)爾文肯定會(huì)同意以上的看法，他可是第一個(gè)站出來(lái)勇敢質(zhì)疑亞里士多德的人。達(dá)爾文以為，因植物不能移動(dòng)，就認(rèn)為其缺乏如人類(lèi)或動(dòng)物般所具有的意識(shí)，這樣的觀點(diǎn)是值得懷疑的。1880年，達(dá)爾文還出版了一部具有煽動(dòng)性的《植物運(yùn)動(dòng)的本領(lǐng)》一書(shū)。不過(guò)，就算有達(dá)爾文的支持，一個(gè)多世紀(jì)了，植物還是沒(méi)能被當(dāng)作智能生命體的一員來(lái)看待。

到了1900年，印度生物物理學(xué)家賈格迪什·錢(qián)德拉·博斯做了一系列的實(shí)驗(yàn)，為今天被稱(chēng)作“植物神經(jīng)生物學(xué)”的研究領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。博斯認(rèn)為，植物對(duì)所處環(huán)境有著積極的探索，能夠?qū)W習(xí)并根據(jù)目標(biāo)調(diào)節(jié)自己的行為。這一切的關(guān)鍵在于植物的神經(jīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要位于韌皮部，由維管束負(fù)責(zé)傳輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而這正是讓信息通過(guò)電信號(hào)方式傳遞到機(jī)體各處的機(jī)制。

博斯是一位超前的科學(xué)家。直到1992年，他關(guān)于植物中電信號(hào)傳輸?shù)挠^點(diǎn)才得到學(xué)界廣泛的支持。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)西紅柿受傷后，整個(gè)植株會(huì)大量地合成某些蛋白質(zhì)，而該反應(yīng)的反應(yīng)速度表明，通過(guò)植株韌皮部傳送的只能是電信號(hào)，而非以前假定的化學(xué)信號(hào)。至此，有關(guān)植物行為研究的大門(mén)終于被打開(kāi)。

根，事實(shí)上就是植物的“神經(jīng)中樞”

不過(guò)，即便是這樣，到英國(guó)學(xué)者安東尼·特雷瓦斯正式提出植物智能的說(shuō)法時(shí)，又是十年過(guò)去了。他把“智能”定義為“可感知自身環(huán)境的能力”，即“能夠處理并整合這些感官知覺(jué)，還能據(jù)此決定自己的行為”。特雷瓦斯認(rèn)為，研究植物行為最大的問(wèn)題在于，這一行為的過(guò)程很難被觀察到。當(dāng)然，如捕蠅草“啪嗒”一下快速捕食獵物這樣的例外還是有的。但是，植物最常見(jiàn)的行為就是簡(jiǎn)單地生長(zhǎng)，可是“生長(zhǎng)”卻是一個(gè)緩慢的過(guò)程，難以被我們“看到”。不過(guò)，隨著延時(shí)攝影的出現(xiàn)以及攝影技術(shù)的提升，這一問(wèn)題已經(jīng)得到大大的緩解。

以菟絲子為例。從延時(shí)攝影里可看出，菟絲子的苗會(huì)像是在空氣中嗅著什么似的尋找宿主，一旦找到，它就猛撲過(guò)去，將宿主包裹。不僅如此，菟絲子還有自己喜歡的口味。比起小麥，它們更喜歡西紅柿一些。特雷瓦斯認(rèn)為：太明顯了，它們動(dòng)起來(lái)就像蛇一樣。關(guān)于植物是否擁有智能這一命題，你可以停止懷疑了。因?yàn)樗鼈兊男袨橥耆秃湍阒竿麆?dòng)物會(huì)做的一樣。

特雷瓦斯關(guān)于“植物智能”的概念一經(jīng)提出，就得到了很多的支持。2005年，為給相關(guān)的學(xué)術(shù)討論提供平臺(tái)，也為了改變?nèi)藗儗?duì)于植物的看法，“植物神經(jīng)生物學(xué)學(xué)會(huì)”成立了。意大利學(xué)者斯蒂法諾·曼庫(kù)索是學(xué)會(huì)的創(chuàng)始人之一，他說(shuō)：“有這樣一種大腦沙文主義，即他們總以為：要擁有智能，就必須得有顆腦子才行。”事實(shí)不是這樣的。即便沒(méi)有神經(jīng)元，也沒(méi)有動(dòng)物那樣的神經(jīng)系統(tǒng)，植物還是能出色地處理以及整合信息，并產(chǎn)生可稱(chēng)為“具有智能”的行為。曼庫(kù)索和另一位學(xué)會(huì)創(chuàng)始人——德國(guó)學(xué)者弗蘭蒂澤科·巴魯斯卡都認(rèn)為，植物的根便是這一切的關(guān)鍵。

根是一個(gè)復(fù)雜的組合。如根冠部分，當(dāng)根在土壤中延伸時(shí)，根冠不僅要提供保護(hù)，還要感知各種類(lèi)型的物質(zhì)和效應(yīng)，如重力、濕度、光、氧氣以及營(yíng)養(yǎng)物等。之后便是“分生組織”，一個(gè)能夠快速分裂細(xì)胞的區(qū)域。再之后是“伸長(zhǎng)區(qū)”，細(xì)胞在這里生長(zhǎng)，使得根能夠延伸并彎曲。在“分生組織”與“伸長(zhǎng)區(qū)”之間，有一塊有趣的區(qū)域叫作“過(guò)渡區(qū)”。傳統(tǒng)的看法認(rèn)為，這一區(qū)域并無(wú)特殊作用，但巴魯斯卡和曼庫(kù)索認(rèn)為，這里事實(shí)上就是植物的“神經(jīng)中樞”。

根，藏在地下的智慧

巴魯斯卡和曼庫(kù)索在研究中發(fā)現(xiàn)，“過(guò)渡區(qū)”不僅具備電活性，更重要的是，在過(guò)渡區(qū)，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的生長(zhǎng)素被一種叫作“囊泡”的蛋白質(zhì)容器攜帶著，擺渡似地反復(fù)運(yùn)輸?shù)礁魈帯＿@和動(dòng)物大腦中神經(jīng)遞質(zhì)的運(yùn)輸方式很相似，囊泡的反復(fù)利用也被看成是神經(jīng)突觸間能夠高效并且精準(zhǔn)地交換信息的關(guān)鍵。另外，和人類(lèi)大腦一樣，過(guò)渡區(qū)也是耗氧大戶(hù)。所有這些都使得兩位學(xué)者相信，過(guò)渡區(qū)就是根的行為控制中心。在這里，根冠收集的感應(yīng)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)譯成對(duì)伸長(zhǎng)區(qū)下達(dá)的命令。

有趣的是，這和達(dá)爾文關(guān)于“根的大腦”的說(shuō)法不謀而合。在《植物運(yùn)動(dòng)的本領(lǐng)》一書(shū)中，達(dá)爾文大膽地讓讀者們把根看作是植物的智能終端。書(shū)中這樣寫(xiě)道：“毫不夸張地說(shuō)，胚根前端的表現(xiàn)，看起來(lái)就和一只低等動(dòng)物的大腦一樣?！?/p>

對(duì)此，兩位科學(xué)家認(rèn)為：曾經(jīng)達(dá)爾文的認(rèn)識(shí)是正確的。假如我們要在植物中尋找一個(gè)信息處理中心，就一定得朝它們的根那里看看。植物智能與動(dòng)物智能相似的地方還不止這一處?！案倪^(guò)渡區(qū)能像動(dòng)物大腦般運(yùn)作”，這一發(fā)現(xiàn)確實(shí)很誘人。但除此之外，許多植物細(xì)胞也具備如神經(jīng)元一般的活動(dòng)。植物中幾乎每個(gè)細(xì)胞都能夠生產(chǎn)并傳導(dǎo)電信號(hào)。位于根部的細(xì)胞，則更是每一個(gè)都可以。同樣地，韌皮部也具有很高的電活性，還能快速地對(duì)電信號(hào)進(jìn)行傳導(dǎo)。這一部分則可以被看成某種巨大的神經(jīng)突觸，長(zhǎng)度由莖尖一直延伸到根尖。

另外，有意思的是，植物還能產(chǎn)生一些化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)和動(dòng)物大腦中產(chǎn)生的激素或是神經(jīng)遞質(zhì)（如血清素、氨基丁酸和褪黑素等）十分相似。但目前還沒(méi)人能說(shuō)清楚這些物質(zhì)對(duì)于植物來(lái)說(shuō)到底有何作用。也許，這只是進(jìn)化過(guò)程中相似分子在植物和動(dòng)物中被賦予了不同的意義而已。不過(guò)，加拿大科學(xué)家蘇珊·默奇的研究表明，能破壞人類(lèi)大腦神經(jīng)遞質(zhì)的藥物如百憂(yōu)解、利他林或是冰毒，對(duì)植物也能夠起到同樣的效果。默奇發(fā)現(xiàn)，如果你試圖阻止植物傳輸或者誘導(dǎo)其產(chǎn)生類(lèi)似的血清素或褪黑素，那么，它們的根就會(huì)生長(zhǎng)得很奇怪，會(huì)變得畸形并且雜亂無(wú)章。

不過(guò)，即使有以上這些觀點(diǎn)支撐，“植物神經(jīng)生物學(xué)”這一概念，也還存在著爭(zhēng)議。以色列科學(xué)家查莫維茨認(rèn)為，這種說(shuō)法很矛盾。“植物并沒(méi)有神經(jīng)元，這樣說(shuō)就好像在說(shuō)我們研究的是類(lèi)人植物一樣?！钡拇_，“植物神經(jīng)生物學(xué)學(xué)會(huì)”遭遇到太多這樣的質(zhì)疑，以至于學(xué)會(huì)創(chuàng)始人不得不將學(xué)會(huì)名稱(chēng)改成不那么有爭(zhēng)議的“植物信號(hào)傳導(dǎo)與行為學(xué)會(huì)”。

但是，查莫維茨和其他學(xué)者對(duì)于植物能感知環(huán)境，并且能夠用復(fù)雜的方式處理并整合信息的能力并沒(méi)有懷疑。實(shí)際上，植物對(duì)于環(huán)境的感知比起動(dòng)物更加敏銳，因?yàn)橹参锊荒軓奈ｋU(xiǎn)中逃離，而只能選擇去感受并適應(yīng)。例如，動(dòng)物雖然擁有一些感應(yīng)光線的光感受器，如大多數(shù)動(dòng)物只有1雙眼睛，而植物的光感受器卻多達(dá)15個(gè)。植物對(duì)于環(huán)境的感應(yīng)是很強(qiáng)烈的：它們能感受到光的方向以及光量；它們還能用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行彼此交流，我們可以管這個(gè)叫味道、氣息或者信息素。植物也能感知自身被觸碰，或是被風(fēng)刮得搖搖晃晃。所有這些信息，它們都能在沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)的情況下，精確地整合在一起。

在沒(méi)有神經(jīng)元的參與下，植物還擁有記憶的能力?？茖W(xué)家把這種記憶定義為：記錄某個(gè)事件，存儲(chǔ)這個(gè)事件，并且在接下來(lái)需要做什么的時(shí)候能重新提取出該事件。植物就是這么做的。比如說(shuō)，也許一次觸碰不足以使捕蠅草張開(kāi)大口，但它也記住了這次觸碰。在接下來(lái)的30秒之內(nèi)，如果它再次感受到觸碰，捕食陷阱就將啟動(dòng)。因?yàn)榈谝淮斡|碰后，陷阱中的感覺(jué)毛細(xì)胞分子開(kāi)始積累，而第二次則使得這一水平被集中起來(lái)，并越過(guò)臨界值，最后導(dǎo)致陷阱被電信號(hào)激活。

植物到底是否具有“智能”

其實(shí)，植物不僅具有記憶能力，甚至還有證據(jù)證明植物有著長(zhǎng)久的記憶。例如，含羞草在被觸碰后便會(huì)閉合葉片，但這種防御性行為是需要能量的。因此，不是必須的情況下，植物不會(huì)放任這樣的行為?？茖W(xué)家們做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：預(yù)先布置好泡沫，并在距泡沫15厘米高的地方使盆栽含羞草自由落下，此時(shí)，含羞草閉合了自己的葉片。但經(jīng)過(guò)4～6次同樣的自由下落實(shí)驗(yàn)后，含羞草就不再閉合葉片來(lái)回應(yīng)這樣的自由落體運(yùn)動(dòng)了，就像它們已經(jīng)意識(shí)到這樣的下落并沒(méi)有危險(xiǎn)一樣。不過(guò)，在被碰到的時(shí)候，它們還是會(huì)閉合自己的葉片，因?yàn)檫@往往預(yù)示著會(huì)被損壞或是吃掉。研究人員發(fā)現(xiàn)，即使過(guò)了一個(gè)月，它們?nèi)阅軈^(qū)別并理解這些刺激到底危險(xiǎn)與否。

這可真是聰明！不過(guò)，查莫維茨認(rèn)為，這還不能被稱(chēng)作“智能”。“我不喜歡植物智能這個(gè)概念。我們連人類(lèi)自身的智能都還沒(méi)搞明白呢！要是你找來(lái)5個(gè)心理學(xué)家，他們會(huì)對(duì)‘智能給出起碼20個(gè)不同的定義來(lái)?！?/p>

的確，植物看起來(lái)確實(shí)擁有各種智能產(chǎn)生所需的因素，如感覺(jué)、意識(shí)、信息的整合，長(zhǎng)久的記憶力以及適應(yīng)性學(xué)習(xí)能力，但并非這些因素相加就能稱(chēng)之為智能。有科學(xué)家認(rèn)為：我們只會(huì)稱(chēng)它為有意識(shí)的，而非智能的。這些樹(shù)能敏銳地感知自身所處的環(huán)境，而且它們也用很多種方式來(lái)回應(yīng)，或者像我們所說(shuō)的那樣來(lái)響應(yīng)這個(gè)環(huán)境。

盡管許多研究人員都持謹(jǐn)慎態(tài)度，但也有一些學(xué)者熱切地把這個(gè)話題推向更具爭(zhēng)議性的區(qū)域。巴魯斯卡認(rèn)為，也許植物能夠感覺(jué)到疼痛，并且這是植物具有知覺(jué)的一個(gè)信號(hào)。一只動(dòng)物能夠被麻醉劑（例如乙烯）醉倒，而植物則會(huì)自己釋放乙烯來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程，從種子萌發(fā)到果子成熟。當(dāng)植物感到緊張，例如被獵食者啃食，或是被人類(lèi)砍伐時(shí)，它們同樣會(huì)釋放乙烯，而且它們旁邊的植物同伴也能感受到。

默奇認(rèn)為，乙烯的釋放可以看作是植物的驚聲尖叫，但巴魯斯卡對(duì)此的看法更進(jìn)一步。如果把乙烯看作是一種麻醉劑，而且有些生物又能夠在感到緊張時(shí)釋放這樣的麻醉劑，那么不難想到，它們也許是因?yàn)槟芨惺艿教弁炊@樣做。

這樣的看法實(shí)在是爭(zhēng)議太大。為了避免在學(xué)術(shù)爭(zhēng)論中出現(xiàn)簡(jiǎn)單地非此即彼，科學(xué)家認(rèn)為，這需要一種不同的框架來(lái)思考關(guān)于智能以及意識(shí)等概念?？梢赃\(yùn)用現(xiàn)象學(xué)方法去理解植物，比如可以站在植物的角度來(lái)看，這個(gè)世界是個(gè)什么樣子？

我們的任務(wù)就是把注意力從意識(shí)和智能等概念的理解從人類(lèi)的范疇中解離出來(lái)。要把智能擴(kuò)大為一個(gè)較寬泛的概念，這個(gè)智能包含有人類(lèi)智能、植物智能和動(dòng)物智能幾種。這樣做才能在某種程度上涵蓋這幾種不同的生命形態(tài)。

默奇還把這個(gè)問(wèn)題帶進(jìn)了她的課堂。她把生物化學(xué)系和創(chuàng)意寫(xiě)作班的學(xué)生集合起來(lái)，讓學(xué)生們一起思考植物智能。不過(guò)，她班里一位嚴(yán)格素食主義者的同學(xué)向她指出：要是植物也具有智能或是意識(shí)，他還能吃啥？

關(guān)注植物是否具有智能將能夠引導(dǎo)我們改變自己的生活方式。植物固有的特性使得它們對(duì)自己生長(zhǎng)的環(huán)境沒(méi)有選擇的權(quán)利，但它們?nèi)匀荒軌虺蔀槿f(wàn)千生命的焦點(diǎn)。也許我們可以拿植物作為榜樣，不再過(guò)度地脫離環(huán)境，要知道，這很大程度上就是我們生活的世界里那些嚴(yán)峻的環(huán)境危機(jī)所產(chǎn)生的原因。