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植物:別再說我傻

植物不但能預測未來,還能記得曾經經曆過的事情。如果遇到問題,還能設法回避或者做出智能反應。生長中的植物嫩芽可以感知周圍植被的生長情況。

有靈性的東西就一定沒有葉子嗎?提到“圓白菜”或“蔬菜”,人們首先聯想到的一定不會是天才。如果有人說我像天竺葵一樣有遠見,我也不會認為這是在誇我。但如果你和愛丁堡大學的托尼·特裏瓦弗斯聊起來,他會告訴你植物被過於低估了。他說,植物能夠計算、有遠見,並記得曾經曆過的事情。

特裏瓦弗斯認為.人類所屬的動物和我們的綠色遠親之間,唯一真正的區別是,我們能夠隨處移動。我們習慣於通過行為判斷智力水平,因此,緘默和固定的植物自然被視做沒有智力。但特裏瓦弗斯說,它們確實能夠行動並對周圍環境做出智能反應。

他聲稱植物能夠預測將來會出現的問題,並決定如何避免這些問題。植物學家們早就認識到,正在生長的植物嫩芽能夠感知周圍植被。綠葉吸收紅光而反射紅外線,植物可以識別從紅光到紅外線的光度變化,而這種變化又可以反映附近的綠色植被情況。特裏瓦弗斯說,植物可以預測這種情況將會產生的後果,認真籌劃將來最可能在哪裏遇到競爭和遮擋,並采取必要的預防措施。植物可能改變它的整體形狀、葉片數量和大小、莖的結構,以便處於盡可能最佳的采光位置。確切地說,這些行為並非天才之作,但仍然屬於適應性的可調節反應。

非同尋常的是,植物還能采取躲避措施。高腳棕櫚樹的莖長在支持根上,舉出地麵。當周圍植物妨礙它采光和吸收養料時,它會采取非常明顯的規避行為——它向有陽光的一側長出新的支持根,陰影中的根係則漸漸凋萎,整株植物就移到了陽光充足的地帶。這是否可說是智能的又一種標誌呢?

也許並不是所有人都這樣認為,這不奇怪。倫敦帝國學院的植物學家安德魯·戈茲沃西認為,大多數植物的反應更像人類的反射作用、本能或者恐懼。植物一旦“發現”附近植物,便生長得比它們的“鄰居”更快,或者它們形成一種折中的生長模式,來對付相互衝突的各種信號,這時候,它們看上去就像聰明、複雜的決策者。但這實際上隻是由遺傳密碼決定的機械反應。

特裏瓦弗斯不同意這種觀點。他說,很多植物表現出的行為適應性,遠遠超出了反射或受遺傳密碼控製的程度。植物的根可以根據土壤中礦物質和水分的梯度分布而生長,但它們並不總是采取這種簡單模式。薩塞克斯大學生物學家邁克爾·哈欽斯及其同事,研究了一種名為活血丹的匍匐草本植物的“覓食”行為。如果紮根在肥沃土壤中,它們就生長出更多的枝、芽和葉,也會更快地形成團狀的根,以充分吸收養分。然而,如果紮根在貧瘠土壤中,它們伸展得更快、更廣,就好像正在逃離此地一樣,同時根狀莖變細,分枝形成變少。

這意味著新芽距離母體植株更遠,積極尋找新的肥沃土壤。生長幅度不單純取決於一塊土壤的質量本身,還與它和周圍土壤的聯係有關。不僅如此,實驗還表明活血丹的同係植物可以感覺到競爭者根係的存在,即使周圍還有充足的養料,它們也會轉向其他地區發展。

特裏瓦弗斯表示,植物具有智慧的重要證據,是它們的反應有微妙差異——即它們不僅有適應性,這種適應性還具有可變性。每株植物都是一個個體,沒有兩粒種子會長成完全相同的植株,即使它們具有相同基因,或生長在看上去完全相同的環境下。不僅如此,它們對15種以上的感官信號作出反應——包括光、化學物質、水、重力、土壤質地、損害等——並對這些信號加以綜合和比較,因此每種反應都是各種因素綜合作用的結果。很明顯,植物確實有很強的適應能力。

正如簡單的神經係統一樣,這些信號係統具有推斷和學習的潛能。達爾文在100多年前就指出,“在某些方麵,植物對光的反應幾乎和動物通過神經係統對光做出的反應如出一轍。”

但直到現代分子生物學發展起來後,才顯示了動物的神經係統和植物的信號係統是如何相似。

植物利用細胞膜之間的電壓變化把電子信號從一個細胞傳遞到另一個細胞,類似於我們神經中傳遞的行為電壓。正如我們有痛覺神經一樣,這些電壓可以報告植物有一部分受到了傷害。在植物細胞內外,傳遞信息的化學物質有很多和人類腦細胞內外負責加工信息的物質完全相同。

動物和植物進行學習和記憶的分子基礎也是相似的。當動物受到重複威脅——例如某種使它們吃了就生病的食物或者它們不斷碰觸的電網,它們學會更迅速地避開時,電子信號的速度和強度都會在幾分種內提高。一種由鈣離子、稱為“第二信使”的化學物質和一些酶構成的係統形成暫時的離子通道,這些離子通道可以更加迅速地傳遞信息。如果威脅一直持續,這種強化的警醒將導致基因編碼和蛋白質結構永久改變,在細胞間建立更多通道和連接。

當一種植物感覺到缺水,與動物類似的信號細胞會命令植物建立更多感覺渠道,關閉氣孔並采取其他控製細胞內水分的措施。長期如此,植物的基因表現形式和蛋白質合成率就會改變,細胞壁變厚,葉子變小。最終,這種植物將長出更多的根,更少的芽和葉。

但是特裏瓦弗斯說,植物是智能生命並不是為了起到轟動效應,也不是給植物學製造良好的公共關係。他的意思是,人們忽略了植物感知和回應外界的複雜性。如果使用“智能”一詞引發了人們對植物複雜性的爭議和討論,反而有助於我們對植物的最終理解。

特裏瓦弗斯認為,地球上99%的生物數量都是植物,這一事實表明它們非常善於適應周圍環境。他表示,“沒有大腦的植物能夠在整體基礎上估量自己的環境”是非同尋常的。即使他所說的這種“沒有大腦的技能”不是智能的表現,植物的行為顯然也沒有任何差錯。也許這將促使我們重新思考,如果沒有中央神經係統的幫助,人類自身能達到何種程度的複雜性和計算能力。