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举个栗子:【奇思妙想】植物的大脑在哪里?

日报 举个栗子 2年前 (2017-11-17) 367次浏览 0个评论 扫描二维码

举个栗子:【奇思妙想】植物的大脑在哪里?

在人们的观念中,植物不会思考,也没有感情,和石头没什么两样。即便是以慈悲为怀的出家人也认为植物是没有情感的,可以食用。然而,科学家发现植物感知世界和交流信息的能力远远超乎我们的想象。研究者发现有些植物可以辨别出白昼时间长短的变化,有些植物可以“记起”它们“父母”的经历。植物会使用它们的颜色和气味传播花粉、对付捕食者。有些植物还能计算出红光的两种不同色调的比例,从而判断它们是否受到阴影遮蔽太多而需要长高一点儿。

【植物的“感官”】

植物可以通过多种感官感知世界。

植物的“视觉”  清晨,太阳从地平线升起,发出的红光就像“起床”命令,让植物们在阳光下尽情生长。傍晚,植物们“看”到太阳发出的最后一缕红光,随之“入眠”。不过,植物的“视觉”是很容易被人类蒙蔽的。人类利用植物的视觉,发明了“人工调节植物生长”的方法,通过在夜里闪几下红光,就可以使植物在夜里继续生长,而且这几秒的红光照射达到的效果几乎等同于白天好几个小时的日照。

植物的“嗅觉”  寄生植物菟丝子不能进行光合作用,所以只能依靠其他植物生存。而它寻找寄主的方式就是依靠嗅觉。番茄是自然界中菟丝子最喜欢的寄主植物,菟丝子只要“嗅”到番茄释放于空气中的微量化学物质,即便是仅仅涂有番茄汁的橡胶,它也总是坚定不移地扑过去。如果一棵枫树受到臭虫的攻击,它就会向空气中释放一种信息素。邻近的枫树检测到这种信息素时,就开始生成某些化学物质,对抗即将发生的臭虫攻击。另外,你也许听说过,如果把一个成熟的水果和一个不成熟的水果放在一起,那个不成熟的水果会熟得更快。之所以发生这种事,是因为成熟的水果向空气中释放了一种叫做乙烯的催熟信息素,未成熟的水果闻到它,就开始自我催熟。

植物的“听觉”  人们发现,音乐可以影响植物的生长。法国植物学家兼音乐家乔尔?斯特哈默通过生动的实验证实,植物对音乐相当敏感。他每天给番茄苗弹奏 3 分钟的特定曲目。结果发现番茄苗的生长速度提高了 3 倍,而且长出的番茄格外得甜。同时,他发现这种音乐还能抑制花叶病病毒酶的活性,从而有效预防了番茄花叶病。不仅如此,植物还特别喜欢好听的话。德国某公司的科学家曾经做过一个有趣的试验。他们把番茄分成两组种植。这两组番茄所用的土壤、水分、肥料等条件完全相同。而唯一的区别是甲组番茄每天会得到“您好!”“祝您长得健壮美好!”等热情问候,而乙组番茄却没有得到此类问候。结果甲组番茄长得非常茂盛,产量比乙组高了 22%。

问候也能促进植物生长?不少人都认为这像是伪科学,但既然动物能与人进行情感交流,植物同样也能进行情感交流,虽然这种交流要弱得多。

植物的“触觉”  非洲中部生长着一种叫“绿色杀手”的植物。它叶小而柔软,枝条呈放射状铺在地上,如同一块绿色的地毯。不过,你千万别被它柔软的外表迷惑,其实它是一种很危险的植物,一旦人或动物踏在它那类似地毯的枝条上,它的枝条立马就会卷起,把入侵者裹得严严实实。然后慢慢地吮吸其血液,直到把血吸干为止。还有一种食肉植物叫捕蝇草。每当昆虫掠过它的触须时,它的下巴就会合上,那倒霉的昆虫便成了它的美食。

此外,植物之间还可以互相交流信息,传递情报。研究者对植物的叶子加热、通电,结果发现:受到刺激后的几秒钟内,叶面的电压发生变化。当研究者不停地刺激这片叶子时,其它未受刺激的叶子也出现了相同的电压变化。

【植物的情感和记忆】

植物不仅可以感知外在环境的变化,同时也会产生喜、怒、哀、乐等各种情感。1966 年 2 月的一天,美国中央情报局的测谎专家克里夫?巴克斯特在给庭院的花草浇水时,把测谎仪的电极连到一株植物的叶片上,然后向根部浇水。当根部开始“喝水”时,他惊奇地发现:测谎仪的电流计图纸上,自动记录笔记下了一大堆锯齿形的图像,这种曲线与人在高兴时的曲线图形很相似。巴克斯特随后改装了一台记录测量仪,并把它与植物相互连接起来。他本打算用火烧植物的叶子。然而他仅在心中想了一下燃烧这个动作,记录图像瞬间就发生了变化,在表格上不停地扫描。随后他拿来火柴,刚刚划着的一瞬间,记录仪上再次出现明显的变化。燃烧的火柴还没有接触到植物,记录仪的指针就已经剧烈的摆动,出现了极强烈的恐惧情绪。巴克斯特和同事们随后对 25 种不同的植物和果树进行试验,其中包括莴苣、洋葱、橘子、香蕉等,得到了相同的观察结果。可见,植物也和人类一样有喜悦和恐惧的情绪。

为研究植物的记忆能力,巴克斯特将两棵植物并排放在同一个房间内,让一名学生当着一株植物的面将另一株植物折断。然后他让这名学生混在几个学生中间,并让所有学生都穿一样的服装,戴上面具。随后这些学生依次从那株完好的植物面前走过,当“破坏者”走到植物面前时,植物在仪器记录纸上立刻留下极为强烈的信号指示,表露出了对“破坏者”的恐惧。

既然植物如此“聪明”,那么在植物体内是不是也应该有一个类似于大脑的器官呢?

【植物的“大脑”】

人类和其他动物的神经中枢是大脑,是各类信息的集散地和加工场所。大脑在生理上处于优先生长的位置,它能够综合分析各个信息并发出指令,分泌化学物质或通过电流传递指令。对比动物界大脑的特点,在植物界,能行使大脑功能的结构就是植物的根。

首先,在种子发芽的过程中,胚根的分化要早于胚芽。而栽种树苗时,树苗也是先长好根再长地上部分。而且在野生植物中,植物的根部远比地上的部分发达,多数植物的根系体积和分布空间远大于地上部分。正如动物的大脑比其他器官更发达,耗氧、耗能更多;根部的生长也比叶片需要耗费更多的原料,代谢活动中消耗的物质和能量也比叶片高得多。因此,植物的根在整株植物中处于优先生长的地位。

其次,植物的根可以调控枝叶的生长。如果将一个植株在茎部环割,这时就切断了根与枝叶连接的通道——导管,这株植物的枝条就停止生长了。科学家还发现,无根的枝条中,叶片的气孔失去了“昼开夜合”的规律。这说明,正是植物的根部控制着枝叶的生长。

第三,植物的根可以感知环境的变化,并产生多种信号传递指令。根系有众多分支,与土壤颗粒紧密接触。而且根毛、根尖部分稚嫩、敏感、更新快,没有叶片那样的蜡质保护层,这使得根部更易于感知土壤环境的变化,从而指令整株植物做出反应。例如,叶片气孔的开放需要一定的叶水势(叶片里水移动的趋势)来维持,如果环境比较干旱,随着水分的流失,叶水势就会下降,从而使气孔开度变小,降低了蒸腾作用,减少了水分的流失。然而,事实上,当植物处于干旱的环境时,常常叶片内的叶水势还未下降,气孔就已逐渐关闭,提前为应对干旱环境做好准备。那么,气孔的开度是如何被控制的呢?原因就是根系首先感知到土壤中缺水,于是合成了某种物质,并通过导管运输到叶片,从而调节叶片的生理变化。如将植物的根切除,那么气孔的调节就没有这么自如了。另外,植物的趋水性、趋肥性等特性也都是根部有意识选择的结果。

从上述几点看,植物的根部确实是在行使大脑的功能,而植物的“大脑”不仅能够确保植物以最适合的方式生长,同时也赋予了植物多种感情和感官。

看来,植物并不是我们想象的那样简单,它们也有大脑,会思考,还有喜、怒、哀、乐等各种情感,以及人所不及的超感官功能。不过,出家的僧人如果知道植物也有这么复杂的情感和思维,他们还忍心吃这些植物吗?(作者:悦凡)


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