不要低估一棵樹

杭蘇

在絕大多數(shù)科學家看來，擁有智慧是人類的特權。如今，人類已意識到其他動物也有它們特有表現(xiàn)智慧的方式。但樹呢？除了萌芽和生長，沒有大腦的樹木似乎別無所長。這樣的刻板印象在很長一段時間內影響了科學家對樹木的研究。近年來，在部分科學家的推動下，植物科學方面的研究迎來了一場革命，相關發(fā)現(xiàn)紛至沓來。

夜里要“睡覺”

科學家在接近晝夜平分點的無風夜晚，運用位于芬蘭和奧地利的地面激光掃描儀，每小時掃描一次芬蘭的一棵樺樹，每10分鐘掃描一次奧地利的一棵樺樹。研究發(fā)現(xiàn)，樺樹在夜間低垂近10厘米，在日出前兩小時樺樹高度最低，早晨又恢復高度。運用需要大量光線的傳統(tǒng)攝影方法來產生一張照片，會干擾樹木的夜間行為。而紅外激光只需在幾分之一秒內照射樹上的點位，就能實現(xiàn)在幾分鐘內拍攝整棵樹，從而對樹木的干擾極小。這種技術有可能讓科學家從調查單棵樹木延伸到探索一大片森林里的樹木，從而更深入了解植物的“睡眠模式”。

植物的夜間低垂現(xiàn)象，是由植物保持直立的一種內部水壓——膨壓引起的。當光合作用在夜間停止，膨壓降低造成枝條“放松”，植物樹枝和葉片的硬度減小，隨即在重力作用下出現(xiàn)下垂。但這種下垂也可能與地球上所有生物都具有的生物節(jié)律（生物鐘）有關?？茖W家目前正針對其他樹種尤其是栗樹和白楊樹進行上述實驗，因為這兩種樹與生物節(jié)律相關的基因已被發(fā)現(xiàn)?？茖W家希望搞清楚：植物夜間低垂是否與日升日落時候的光線影響有關？或者，這種低垂不受光線影響，而是受植物內部生物鐘控制？有些枝條在日出之前就恢復了自己的白天高度，這暗示植物遵循的應該是內部生物鐘。但是否如此，仍需進一步探索。如今已經有一些對樹木生物鐘的研究，其中大多數(shù)研究的是基因表達，而最近這項研究在觀察單棵樹木的方法上獨樹一幟。該研究還可能具有實用意義，例如，知道每天樹木內部水的運動周期，未來對依賴樹木含量水的木材業(yè)和橡膠業(yè)提供幫助。

能“看”見光線

所謂能“看見”，樹木是通過捕捉光信號獲取周圍的信息。由此看來，對于樹木眼睛也并非必需，只需有光受體即可。光受體可根據(jù)光的波長（顏色）和強度做出反應。人體內的光受體集中于眼睛后方，負責將接收到的信號傳遞給大腦，在腦海中形成多彩的三維圖像。而植物的光受體遍布根、莖、葉的細胞中。整棵植物仿佛長滿了“微型眼”，可眼觀六路。缺乏大腦的植物或許無法勾勒出周圍的景象，但它們仍具備一定程度的視覺。證據(jù)何在？假如我們將一株植物置于陰暗角落，幾個小時之后，它的莖干會轉向窗口。因為莖部頂端的光受體會“看”到光線最強的地方。由于植物需要光照才能生長發(fā)育，因此這項機制對植物來說至關重要。

而植物能“看到的”遠不止于此，它們還可根據(jù)所接收光的顏色（特別是紅光），在一定距離內識別鄰近的其他植物，由此避免植物朝著競爭對手所在的方向生長。假若察覺到競爭者可能遮擋住陽光，它們會加速生長以便接收到更為充足的光照。因此在一片麥田或玉米地中，如果麥苗或玉米穗齊高，是因為它們都在觀察對方。如果人為使植物接收紅光的光受體失活，它們就會胡亂生長。

“聽”見水流聲

就算你給仙人掌聽莫扎特的音樂，也不會加快它們的生長速度，因為這只是個傳說罷了。但植物是有“聽”覺的，即使人們從未在植物身上發(fā)現(xiàn)任何聲音傳感器。實際上在實驗室中，若是對植物持續(xù)釋放1小時的聲音信號，就會觀察到植物體內的細胞開始生成新的分子。目前暫未知什么原因導致這一現(xiàn)象發(fā)生，但可以肯定，植物對聲音是有反應的。

并且法國和意大利的研究小組新近證實，在大自然中，植物會將聲音信號轉為化學信息。第一項研究發(fā)現(xiàn)，豌豆的根部可察覺地下的水流聲;第二項研究則證明，報春花在聽到傳粉昆蟲的振翅聲后會做好準備。假如播放蜜蜂的嗡嗡聲或是人為模仿出相同頻率的聲音，報春花會在聽到聲音的3分鐘后分泌比之前含糖量高20%的花蜜。這樣就能持續(xù)吸引對報春花繁殖必不可少的傳粉昆蟲，也正是借助這種“聽覺”，報春花能避免自己的高質量花蜜被螞蟻等其他動物偷吃。

根會“做”決定

當你觸碰一株含羞草或輕輕搖動它時，它便會“害羞”地合攏葉片。正如你觸碰滾燙的東西會急速抽開手一樣，含羞草“害羞”的反應并非出于某種決定而是一種條件反射。

借助味覺或聽覺，植物的根會選定某處水源前進，遠離干涸的地方。要知道植物所做的決定是非常明晰的，在真正的水源和僅有水聲流過的區(qū)域之間，它們會選擇前者。聰明的植物知道單憑聲音無法確定，但濕度不會撒謊，因為濕度大的地方證明水源就在不遠處。然而，一旦在“濕地”中人為添加可疑的有毒物質，植物就會選擇避開！這證明了植物具有強大的分析能力，它們會權衡利弊后再進行下一步行動。

如果一棵老樹的幼苗在不適合生長的地方生了根，它甚至會殺死自己的后代。更有甚者植物受到攻擊時，也會有所察覺并分泌物質“擊退”進攻者。植物還擁有觸覺，可以感知地形！一旦根部碰到巖石，它們會嘗試探索四周的地表，想辦法繞開。不過，西番蓮和旋花這類攀援植物遇到巖石時，反倒會順勢螺旋而上;若碰到的是鐵絲網一端，則會逐漸覆蓋整面鐵絲網。但菟絲子卻不會抓住鐵絲網不放，因為它有“鼻子”。實驗證明，菟絲子這種通過吸取其他植物汁液的寄生植物，僅憑氣味就可以區(qū)分出健康的或病懨懨的番茄植株，還可以分辨出是不是自己興味索然的小麥苗。

綜上，植物根部可以“聞”和“嘗”土壤：它們如同袖珍實驗室，既可以探測水源和營養(yǎng)物質，還能發(fā)現(xiàn)并盡可能規(guī)避有毒物質。甚至，有些樹木還能察覺電流，從而感知雷暴的來臨！

（摘自《科學畫報》2020年第9期）