《植物知道生命的答案》讀書筆記(上)

在《萬(wàn)物簡(jiǎn)史》帶著我們?nèi)邕^(guò)山車那般在歷史的隧道里穿梭而過(guò)之后,讓我們將目光收回纸巷,看一看身邊的花草樹(shù)木。你可曾想過(guò)眶痰,存在一個(gè)只有寧?kù)o心靈才能傾聽(tīng)的世界:植物會(huì)看瘤旨、會(huì)聞、會(huì)觸摸竖伯、有記憶存哲、能定位。

《植物知道生命的答案》將帶領(lǐng)我們進(jìn)入不同種類的植物生活七婴,本書將植物與人類的感覺(jué)相對(duì)比宏胯,你將發(fā)現(xiàn)我們與向日葵、橡樹(shù)之間的共同點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比我們以為的多得多本姥。

更重要的是,科學(xué)家們鍥而不舍杭棵,勇于驗(yàn)證的精神是值得我們學(xué)習(xí)的婚惫。我們也可以抱著好奇的心態(tài),做出一些奇異的設(shè)想魂爪,并去驗(yàn)證它先舷,或許下一個(gè)令人驚奇現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者就是你。

讓我們和作者一起探討生命之美滓侍,在科學(xué)的范圍內(nèi)重新考量植物蒋川。帶上你的好奇心,準(zhǔn)備出發(fā)撩笆!

一捺球、 導(dǎo)語(yǔ)

“智力”是一個(gè)復(fù)雜的心理學(xué)概念。直至今日夕冲,不同學(xué)者——不論是歷史上首個(gè)智力測(cè)驗(yàn)的發(fā)明者比奈·阿爾弗雷德氮兵,還是哈佛大學(xué)著名心理學(xué)家加德納,對(duì)“智力”這一詞語(yǔ)的理解和定義都有著不同的見(jiàn)解歹鱼。

對(duì)“高智力”的衡量標(biāo)準(zhǔn)泣栈,更是有不同的看法和無(wú)休止的爭(zhēng)議。不過(guò)有一點(diǎn)似乎已經(jīng)取得了共識(shí)弥姻,那就是在動(dòng)物界南片,不論是猩猩還是章魚(yú),基本都擁有或多或少的體現(xiàn)智力的特質(zhì)庭敦。

然而疼进,作為多細(xì)胞生命的另一種獨(dú)特的演化適應(yīng)形式——植物,它們是否存在智力則是一個(gè)容易引起爭(zhēng)議的新觀念螺捐。

早在1876年颠悬,植物學(xué)家威廉·勞德?tīng)枴ち值沦惒┦烤驮赋觯骸邦愃圃谌祟惿砩媳憩F(xiàn)出來(lái)的心智的某些特性矮燎,在植物中間也普遍存在∨獍”

愛(ài)丁堡大學(xué)的植物生理學(xué)家安東尼·特里瓦弗斯更是大膽地提出了“植物智力”的概念诞外,認(rèn)為智力是一種通過(guò)自然選擇逐漸演化而來(lái)的一種廣泛意義上的性狀。

本世紀(jì)初“植物神經(jīng)生物學(xué)”作為一門新學(xué)科迅速興起灾票,大量的研究表明了植物中的信息網(wǎng)絡(luò)與動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間存在著巨大的相似性峡谊。

越來(lái)越多的人開(kāi)始相信,植物是同人類相似的具有主觀體驗(yàn)的生命個(gè)體刊苍,瑞士政府甚至在2008年時(shí)成立了一個(gè)旨在保護(hù)植物尊嚴(yán)的倫理委員會(huì)既们。這一行為看似荒謬,但不得不引發(fā)我們對(duì)植物生命的深入思考正什。

植物是不是人類的遠(yuǎn)親啥纸?它們究竟有沒(méi)有智力?要想解決這些問(wèn)題婴氮,我們首先要弄清楚一件事斯棒,植物是否有意識(shí)。

有句古語(yǔ)叫做“人非草木,孰能無(wú)情”,即是說(shuō)青草樹(shù)木是沒(méi)有生命取试、沒(méi)有感知覺(jué)、也沒(méi)有情感的穗酥。按照本書作者的觀點(diǎn),是時(shí)候證明這句古語(yǔ)的錯(cuò)誤了惠遏。

植物對(duì)周邊色光信息的識(shí)別砾跃、對(duì)氣味環(huán)境和重力的認(rèn)識(shí)、對(duì)過(guò)去經(jīng)歷和天氣條件的記憶都告訴我們节吮,植物的確是具有意識(shí)的蜓席。

如果我們借用心理學(xué)家弗洛伊德的人格結(jié)構(gòu)理論來(lái)加以表述,那么植物的心理結(jié)構(gòu)是缺乏自我和超我成分的课锌,但極有可能具備聽(tīng)從本能指揮的本我成分(弗洛依德認(rèn)為“本我”代表本能沖動(dòng)的欲望厨内,“自我”負(fù)責(zé)處理現(xiàn)實(shí)世界的事情,“超我”是良知或內(nèi)在的道德判斷渺贤。)雏胃。

本書作者丹尼爾·查莫維茨認(rèn)為,由于植物不能像動(dòng)物那樣通過(guò)遷徙志鞍、尋覓食物瞭亮、尋找掩蔽處等方式來(lái)選擇環(huán)境,它們只能產(chǎn)生更復(fù)雜的感覺(jué)和調(diào)控系統(tǒng)來(lái)抵抗和適應(yīng)環(huán)境固棚,所以植物存在著視覺(jué)统翩、嗅覺(jué)仙蚜、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)厂汗、本體覺(jué)和記憶等心理功能委粉。

值得注意的是,植物沒(méi)有腦等中樞神經(jīng)系統(tǒng)娶桦,作者在本書中使用的“看到”贾节、“聽(tīng)到”、“嗅到”等詞語(yǔ)和動(dòng)物的感覺(jué)體驗(yàn)是存在質(zhì)的區(qū)別的衷畦。

二栗涂、 植物學(xué)家達(dá)爾文

感覺(jué)是其他一切心理現(xiàn)象的基礎(chǔ),沒(méi)有感覺(jué)就沒(méi)有其他一切心理現(xiàn)象祈争。而視覺(jué)是感知外界事物的大小斤程、明暗、顏色菩混、動(dòng)靜的感覺(jué)暖释,至少有80%以上的外界信息經(jīng)由視覺(jué)獲得,所以視覺(jué)無(wú)疑是人和動(dòng)物最重要的感覺(jué)墨吓。

大腦將眼球接受的光刺激轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的圖像,我們便看到了外界的事物纹磺。我們平時(shí)所說(shuō)的光實(shí)際上是和無(wú)線電波帖烘、X射線等類似的電磁波,只有波長(zhǎng)在0.0000004米到0.0000007米之間的電磁波才能被人眼識(shí)別橄杨,故稱之為可見(jiàn)光秘症。

光波進(jìn)入到眼球后方的視網(wǎng)膜上,就如同景象到達(dá)了數(shù)碼相機(jī)中傳感器式矫。指甲大小的人類視網(wǎng)膜中含有1.25億個(gè)對(duì)顏色敏感的視錐細(xì)胞和600萬(wàn)個(gè)對(duì)明暗敏感的視桿細(xì)胞乡摹,其分辨率相當(dāng)于一部130兆像素的照相機(jī)。

視網(wǎng)膜接受的信息經(jīng)過(guò)視神經(jīng)傳遞給大腦采转,我們就看到了外部的世界聪廉。植物雖然沒(méi)有眼睛和大腦,卻也能識(shí)別光和顏色故慈,它們是如何看外界的呢板熊?它們看到了什么呢?這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容察绷。

眾所周知干签,達(dá)爾文是英國(guó)著名的生物學(xué)家,他所提出的“進(jìn)化論”被恩格斯列為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一(其他兩個(gè)是細(xì)胞學(xué)說(shuō)拆撼、能量守恒轉(zhuǎn)化定律)容劳。

而并不廣為人知的是喘沿,達(dá)爾文在出版了《物種起源》這部著作之后,用20年進(jìn)行了一系列有關(guān)植物生長(zhǎng)中的光效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)竭贩,對(duì)植物學(xué)研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響蚜印。

達(dá)爾文發(fā)現(xiàn),植物生長(zhǎng)器官受單方向的光照射時(shí)娶视,會(huì)引起生長(zhǎng)向光彎曲的現(xiàn)象晒哄,即植物的向光性。1864年肪获,科學(xué)家尤利烏斯·馮·薩克斯發(fā)現(xiàn)寝凌,只有藍(lán)色光才能誘發(fā)植物的向光彎曲。

可是孝赫,植物是如何看到色光较木?植物的“眼睛”長(zhǎng)在什么部位呢?達(dá)爾文父子用了一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題青柄,有些讀者應(yīng)該在高中的生物課中學(xué)過(guò)伐债。

達(dá)爾文假設(shè),植物的眼睛長(zhǎng)在其幼苗的莖尖致开。在同樣的環(huán)境中峰锁,切掉或遮住莖尖的幼苗無(wú)法向光彎曲,而未切掉或遮住莖干的幼苗可以向光彎曲双戳,則證明該假設(shè)是正確的虹蒋。

如下圖所示,達(dá)爾文設(shè)置了五株受過(guò)不同處理的植物幼苗飒货,并只在五株植物的一側(cè)設(shè)置光源魄衅,然后放置在同樣的適宜生長(zhǎng)的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察。

圖片發(fā)自簡(jiǎn)書App

實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn):

直立生長(zhǎng)的植株是:

b切掉植物莖尖

c用不透光的小帽遮住莖尖的幼苗

向光彎曲的植株是:

a未受處理的幼苗

d用透光的玻璃罩遮住莖尖的幼苗

e用不透光的管子遮住莖干的幼苗塘辅。

這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明了向光性是光線照到植物尖端的結(jié)果晃虫,看來(lái)植物的“眼睛”長(zhǎng)在苗梢上。

三扣墩、馬里蘭猛犸:不停生長(zhǎng)的煙草

達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)了植物“眼睛”生長(zhǎng)的部位之后哲银,一些煙農(nóng)的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學(xué)家們對(duì)植物“視覺(jué)”的又一輪深入探索。

19世紀(jì)初的馬里蘭州南部山谷呻惕,經(jīng)歷了幾個(gè)世紀(jì)的煙草種植盘榨,早已經(jīng)成為美國(guó)最大的煙草生產(chǎn)地。

1906年的一天蟆融,煙農(nóng)發(fā)現(xiàn)了一種新的煙草品系草巡,竟然可以不停歇地生長(zhǎng),勃發(fā)出密布的煙草葉子,一直生長(zhǎng)到霜凍來(lái)臨的寒冬時(shí)節(jié)才肯罷休山憨。這種煙草最高可以達(dá)到四米半的高度查乒,于是被大家稱作“馬里蘭猛犸”(猛犸現(xiàn)已滅絕,它曾是最大的獸類郁竟,在此比作龐然大物)玛迄。

如此看來(lái),這一品系的發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)直是廣大煙農(nóng)們的福音棚亩,但這世上并沒(méi)有白撿的便宜蓖议。我們都知道,農(nóng)民不可能把所有糧食都賣掉或吃掉讥蟆,必須要留一部分優(yōu)質(zhì)的種子糧以供來(lái)年播種勒虾。

馬里蘭猛犸雖然能夠不知疲倦地一直生長(zhǎng)到入冬,但無(wú)休止的生長(zhǎng)也限制了其開(kāi)花瘸彤,因此煙農(nóng)無(wú)法收獲種子修然,將這一品系延續(xù)下去。

美國(guó)農(nóng)業(yè)部開(kāi)始對(duì)這個(gè)棘手的問(wèn)題進(jìn)行研究质况。兩位科學(xué)家懷特曼·加納和哈利·阿拉德進(jìn)行了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):把生長(zhǎng)狀況相同的馬里蘭猛犸移栽在花盆中并分成兩組愕宋,其中一組如原先一樣放置在室外田野里,而另一組只在白天放在田野中结榄,每天下午則挪到陰涼的棚子下中贝。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng),研究人員發(fā)現(xiàn)臼朗,控制日照時(shí)間長(zhǎng)度的第二組植株邻寿,已經(jīng)可以停止生長(zhǎng)并開(kāi)始開(kāi)花。也就是說(shuō)依溯,馬里蘭猛犸可以“看見(jiàn)”光照,并能夠根據(jù)光照時(shí)長(zhǎng)來(lái)調(diào)整自己的生長(zhǎng)瘟则,這被稱為植物的光周期現(xiàn)象黎炉。

在后續(xù)的研究中,科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)了植物根據(jù)“看到”光照的程度自主調(diào)節(jié)花期的規(guī)律醋拧。有些植物像馬里蘭猛犸一樣慷嗜,是在“短日照”的時(shí)候才開(kāi)花,比如菊花和大豆丹壕;還有些植物正好與馬里蘭猛犸相反庆械,是在接受“長(zhǎng)日照”時(shí)才能開(kāi)花,比如大麥和鳶尾菌赖。

根據(jù)植物觀察日照的規(guī)律缭乘,農(nóng)民們就能夠靈活控制和調(diào)整光照條件,使農(nóng)作物的生長(zhǎng)更符合自己的生產(chǎn)計(jì)劃琉用。

四堕绩、奇妙的光周期現(xiàn)象

馬里蘭猛犸的趣事讓我們知道策幼,植物可以依據(jù)光照時(shí)長(zhǎng)表現(xiàn)出周期性現(xiàn)象。在上一張卡片提到的實(shí)驗(yàn)中奴紧,科學(xué)家對(duì)第二組煙草植株進(jìn)行了暗處理(每天下午移到大棚內(nèi)避免接受光照)特姐,使得適應(yīng)“短日照”的馬里蘭猛犸能夠開(kāi)花。

這樣一來(lái)我們就接觸到了生物學(xué)的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)黍氮,短日照植物和長(zhǎng)日照植物:

長(zhǎng)日照植物——只有當(dāng)日照長(zhǎng)度超過(guò)臨界日長(zhǎng)(14~17小時(shí))唐含,或者說(shuō)暗期短于某一時(shí)數(shù)才能形成開(kāi)花的植物。

短日照植物——只有當(dāng)日照長(zhǎng)度短于其臨界日長(zhǎng)(少于12小時(shí)沫浆,但不少于8小時(shí))時(shí)才能開(kāi)花的植物捷枯。

我們可以進(jìn)一步思考,這些煙草是因?yàn)樽R(shí)別出日照變短而開(kāi)花件缸,還是因?yàn)樽R(shí)別出黑暗變長(zhǎng)才開(kāi)花的呢铜靶?即是說(shuō),植物測(cè)量的是白晝的長(zhǎng)度還是黑夜的長(zhǎng)度呢他炊?

讓我們按照科學(xué)實(shí)驗(yàn)的思路來(lái)假設(shè)一下:

如果植物測(cè)量的是黑夜的長(zhǎng)度争剿,那么當(dāng)我們?cè)诎胍箷r(shí)給予幾分鐘的照明(相當(dāng)于切斷了黑夜的連續(xù)時(shí)長(zhǎng)),就可以讓短日照(長(zhǎng)黑夜)植株不開(kāi)花痊末,或是讓長(zhǎng)日照(短黑夜)植株開(kāi)花蚕苇。

如果植物測(cè)量的是白晝的長(zhǎng)度,那么當(dāng)我們?cè)谡鐣r(shí)給予幾分鐘的遮光處理(相當(dāng)于切斷了白晝的連續(xù)時(shí)長(zhǎng))凿叠,就可以讓短日照植株開(kāi)花涩笤,或是讓長(zhǎng)日照植株不開(kāi)花。

只要理清楚這個(gè)邏輯盒件,實(shí)驗(yàn)就十分簡(jiǎn)單了蹬碧,科學(xué)家們用大豆和鳶尾分別作為短日照植物和長(zhǎng)日照植物的代表進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果證明我們的第一種猜想是正確的炒刁。

植物測(cè)量的并不是日照的時(shí)間長(zhǎng)短恩沽,其實(shí)是對(duì)黑暗時(shí)期的持續(xù)時(shí)間進(jìn)行了度量。正因?yàn)橛辛诉@一發(fā)現(xiàn)翔始,我們才可以看到反季節(jié)盛開(kāi)的花朵罗心,花農(nóng)也可以通過(guò)科學(xué)控制光照來(lái)使植株在到達(dá)花市的時(shí)候正好如約綻放。

弄清楚了光周期現(xiàn)象中植物的測(cè)量對(duì)象之后城瞎,我們還存在一個(gè)疑問(wèn)渤闷。那就是植物“眼中”的光照是不是同我們眼中一樣?它們看到的是什么顏色的光呢脖镀?

探究這個(gè)問(wèn)題就更容易啦飒箭,我們都知道陽(yáng)光是混合色光,所以只需要分別設(shè)置不同顏色純光的實(shí)驗(yàn)條件,再加以對(duì)比就能得出答案补憾。

研究發(fā)現(xiàn)漫萄,不論選取什么植物,都只有紅色光能夠影響它們對(duì)夜晚長(zhǎng)度的測(cè)量盈匾,進(jìn)而影響開(kāi)花期腾务。看來(lái)削饵,植物的不僅能夠看到光亮岩瘦,還能夠區(qū)分顏色,紅色光影響光周期現(xiàn)象窿撬,藍(lán)色光影響向光彎曲生長(zhǎng)启昧。

20世紀(jì)50年代,哈利·波斯維克在之前研究的基礎(chǔ)上又向前邁進(jìn)了一步劈伴。他發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)紅光(一種波長(zhǎng)比紅光略長(zhǎng)的光密末,日暮時(shí)可見(jiàn)到)竟然可以消除紅光對(duì)光周期現(xiàn)象的效應(yīng)。

具體來(lái)說(shuō)跛璧,半夜用紅光給予長(zhǎng)日照植物照明严里,就可以促使其開(kāi)花,但是若是在紅光之后施以遠(yuǎn)紅光的話追城,就像是從未受過(guò)紅光照射一樣不會(huì)再開(kāi)花了刹碾。紅光和遠(yuǎn)紅光的效應(yīng)像是可以被一層層覆蓋住一樣,只有最后一次出現(xiàn)的色光才會(huì)保留其效應(yīng)座柱。

后來(lái)迷帜,瓦倫·巴特勒發(fā)現(xiàn),紅光和遠(yuǎn)紅光的效應(yīng)都是作用于植物中的某一種光受體才引發(fā)的色洞,這種受體被稱為“光敏色素”戏锹。

那么,負(fù)責(zé)植物光周期的“眼睛”長(zhǎng)在什么部位呢火诸?也是和負(fù)責(zé)向光性的“眼睛”一樣長(zhǎng)在莖尖嗎锦针?答案是否定的,光敏色素存在于每一片葉子中惭蹂,所以伞插,只要通過(guò)控制對(duì)任何一片葉子的光照割粮,就足以調(diào)控整個(gè)植株的開(kāi)花時(shí)間啦盾碗。

五、遺傳學(xué)時(shí)代的失明植物

受體是一類存在于細(xì)胞中的舀瓢,能與細(xì)胞外特定的信號(hào)分子結(jié)合廷雅,進(jìn)而激活細(xì)胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng),并使細(xì)胞對(duì)外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)。

顧名思義航缀,光受體(photoreceptor)則是生物體用于吸收光能的受體蛋白商架。目前的研究發(fā)現(xiàn),人類的眼睛中至少存在五種光受體:

視紫紅質(zhì)——用于感知明暗芥玉;

三種不同的光視蛋白——分別感知紅蛇摸、藍(lán)、綠三種不同的色光灿巧;

隱花色素——用于調(diào)節(jié)生物鐘赶袄。

植物也是一樣,需要通過(guò)光受體才能“看”到外面的世界抠藕。經(jīng)過(guò)前面的學(xué)習(xí)饿肺,我們已經(jīng)知道植物存在的兩種光受體:

向光色素——用于感知藍(lán)光,使植物向光彎曲生長(zhǎng)盾似;

光敏色素——用于感知辨認(rèn)紅光與遠(yuǎn)紅光敬辣,使植物開(kāi)花。

1.如果植物“失明”

那么如果植物中某種未知的光受體損傷或失活零院,即植物對(duì)特定的光“失明”了溉跃,將會(huì)出現(xiàn)什么狀況呢?

你也許能夠猜得到答案门粪,那就是黑暗中的植物要比在光照下生長(zhǎng)得高喊积,因?yàn)樗鼈儠?huì)努力生長(zhǎng),以期鉆出土壤或者逃脫其他植物的遮蔽以見(jiàn)到光玄妈。如果我們用蠶豆苗來(lái)進(jìn)行一個(gè)小實(shí)驗(yàn)乾吻,就會(huì)發(fā)現(xiàn)放置在柜子中的蠶豆苗會(huì)變得又高又細(xì)又黃,而放在采光良好的庭院中的豆苗則會(huì)變得又短又壯又綠拟蜻。這個(gè)小實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了我們心中的答案绎签。

2.失明問(wèn)題探究

探究植物“失明”的問(wèn)題能幫助我們深入了解植物的光受體。植物“失明”意味著植物體內(nèi)某種未知的光受體損傷或失活酝锅,我們可以通過(guò)對(duì)照實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種未知光受體的功能诡必。

實(shí)驗(yàn)操作

三十多年前,荷蘭學(xué)者馬爾滕·科爾恩內(nèi)夫開(kāi)始用遺傳學(xué)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)搔扁,探索這個(gè)問(wèn)題爸舒。

他將擬南芥(一種類似于野芥菜的小型植物,植株小稿蹲、結(jié)子多扭勉、突變率高,是遺傳學(xué)研究的常用材料苛聘,如下圖)用化學(xué)藥劑處理涂炎,誘導(dǎo)其DNA突變忠聚。

我們知道,DNA突變是沒(méi)有方向性的唱捣,所以可以借此方法得到多種多樣的两蟀、有著不同的特定光受體損傷的植株樣本,但我們可以在分子水平上觀察到是哪個(gè)受體發(fā)生了突變震缭。只需要將獲得的大量幼苗分別放置在不同顏色的光下赂毯,尋找長(zhǎng)得比其他植株高的幼苗,就可以判定不同“失明突變體”(即發(fā)生損傷的受體蛋白)本身的功能與哪種色光有關(guān)系拣宰。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)欢瞪,植物出現(xiàn)的情況多種多樣:

有的在紅光下長(zhǎng)得高,卻在藍(lán)光下高度正常徐裸;

有的在藍(lán)光下長(zhǎng)得高遣鼓,卻在紅光下高度正常;

有的在紫外線下長(zhǎng)得高重贺,卻在其他光下高度正常骑祟;

有的在強(qiáng)光下長(zhǎng)得高,卻在弱光下高度正称希……

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在分子生物學(xué)水平上次企,經(jīng)過(guò)突變體與生長(zhǎng)情況的逐一比對(duì),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)擬南芥至少存在十一種不同的光受體潜圃。這些光受體有著不同的功能缸棵,除了向光彎曲和開(kāi)花之外,還能讓植物知道光線的明暗谭期、當(dāng)前的時(shí)間堵第、夜幕的來(lái)臨……

由此看來(lái),在感知水平上隧出,植物的視覺(jué)比人類視覺(jué)復(fù)雜得多踏志。對(duì)于植物來(lái)說(shuō),光不僅僅是視覺(jué)信號(hào)胀瞪,還是其賴以生存的食物针余,它們必須吸收光來(lái)完成光合作用,將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣和糖類凄诞。

同時(shí)圆雁,植物又不能像動(dòng)物一樣可以向著食物移動(dòng),因此他們必須清楚地知道光的位置帆谍、顏色伪朽、明暗、周期既忆,并依靠向光生長(zhǎng)來(lái)搜尋和捕捉食物驱负,這就使植物進(jìn)化出了復(fù)雜的“視覺(jué)”感知能力。

六患雇、動(dòng)植物視覺(jué)系統(tǒng)的相通之處

1.植物和人一樣有“視覺(jué)”

人的視覺(jué)不僅代表了我們對(duì)可見(jiàn)電磁波的覺(jué)察跃脊,也意味著我們具備對(duì)這些電磁波做出反應(yīng)的能力。我們能把眼睛感知到的光信號(hào)經(jīng)由大腦轉(zhuǎn)化為圖像苛吱,植物雖然沒(méi)有神經(jīng)系統(tǒng)酪术,看不到圖像,卻能夠產(chǎn)生調(diào)控生長(zhǎng)的指示翠储。

植物的葉子就如同動(dòng)物的眼睛(沒(méi)有葉子的綠藻是形態(tài)最為原始的植物绘雁,它們具有能夠感知光線的細(xì)胞器,稱為“眼點(diǎn)”)援所,可以感知光線方向庐舟、強(qiáng)度、顏色的變化住拭,并對(duì)光做出反應(yīng)挪略,使植物在變化的環(huán)境中將生長(zhǎng)調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài),所以植物和人一樣是具有“視覺(jué)”的滔岳。

2.相似的光受體結(jié)構(gòu)

植物和動(dòng)物的光受體是完全不同的杠娱。同樣是對(duì)紅色光有反應(yīng),動(dòng)物對(duì)應(yīng)的光受體是感紅光視蛋白谱煤,而植物對(duì)應(yīng)的則是光敏色素(用于感知辨認(rèn)紅光與遠(yuǎn)紅光摊求,使植物開(kāi)花),二者有著完全不同的化學(xué)成分刘离。

植物和動(dòng)物作為兩種不同的演化適應(yīng)形式室叉,光受體也是相互獨(dú)立的兩套系統(tǒng)。這兩套系統(tǒng)唯一的相似性就在于光受體的結(jié)構(gòu)硫惕,不論是動(dòng)物還是植物太惠,所有的光受體都是由一種蛋白質(zhì)和一種與之緊密聯(lián)結(jié)的、能吸收特定光的化學(xué)染料構(gòu)成疲憋。

3.都含有“隱花色素”的藍(lán)光受體

但是凿渊,經(jīng)過(guò)幾十年的研究,科學(xué)家們?nèi)缃裼职l(fā)現(xiàn)了動(dòng)植物視覺(jué)系統(tǒng)的另一個(gè)神秘的相通之處——都含有一種被稱為“隱花色素”的藍(lán)光受體缚柳。

隱花色素的功能

雖然隱花色素也是藍(lán)光受體埃脏,但它卻不像向光色素一樣能夠引起植物的向光效應(yīng),它的作用是控制植物的生物鐘秋忙、調(diào)節(jié)其晝夜節(jié)律彩掐、使外界的光信號(hào)和生物鐘相協(xié)調(diào)。

植物和動(dòng)物一樣灰追,也具有內(nèi)在的晝夜節(jié)律鐘堵幽,植物可以調(diào)控葉子運(yùn)動(dòng)和光合作用等物理和生理活動(dòng)狗超,植物能夠盡快地‘依據(jù)隱花色素對(duì)光線的反應(yīng)來(lái)重新適應(yīng)環(huán)境,調(diào)節(jié)生物鐘朴下。

對(duì)于人類也是一樣努咐,當(dāng)跨越半個(gè)地球的旅行結(jié)束之后,呆在室外有光照的地方比宅在陰暗的房間里能幫助我們更快地倒時(shí)差殴胧。

為什么動(dòng)物和植物都用隱花色素去識(shí)別藍(lán)光并調(diào)節(jié)節(jié)律呢渗稍?這要在生物進(jìn)化的歷程中去尋找答案。

早在動(dòng)植物界尚未分化之時(shí)团滥,單細(xì)胞生物就已經(jīng)演化出了晝夜節(jié)律鐘竿屹,一種未知光受體(極有可能是隱花色素的前身)發(fā)揮著巨大的作用,時(shí)刻監(jiān)控細(xì)胞外的光環(huán)境灸姊,保護(hù)細(xì)胞免遭紫外線輻射拱燃,保證細(xì)胞分裂能在適宜的時(shí)間進(jìn)行。

從共同的起點(diǎn)開(kāi)始力惯,經(jīng)過(guò)了幾十億年的進(jìn)化扼雏,動(dòng)植物雖然形成了各不相同的“視覺(jué)”系統(tǒng),但隱花色素卻作為動(dòng)植物親緣關(guān)系的證據(jù)得以永久保留夯膀。

思考與討論:

你最喜歡的植物是什么呢?松樹(shù)诗充、玫瑰、白菜诱建、蘋果樹(shù)……我們現(xiàn)在知道了植物有長(zhǎng)日照和短日照之分蝴蜓,那你知道你最喜歡的植物屬于哪一種嗎?試著上網(wǎng)查找相關(guān)資料俺猿。再思考一下茎匠,為什么你一年四季都可以在市場(chǎng)上買到它們?他們具體是怎樣種植的呢押袍?

回顧一下本章的實(shí)驗(yàn)(向光性實(shí)驗(yàn)诵冒、光周期實(shí)驗(yàn)、失明光受體實(shí)驗(yàn)……)谊惭,思考一下其中的邏輯是什么汽馋?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)基本原則是控制無(wú)關(guān)變量,設(shè)置不同條件來(lái)探究感興趣的變量的作用圈盔,重新看看這些實(shí)驗(yàn)是不是存在這個(gè)共同之處豹芯?

七、未有解釋的現(xiàn)象

我們已經(jīng)了解到驱敲,植物不僅有“視覺(jué)”铁蹈,還有比人類更為復(fù)雜的光信號(hào)感知能力,并能夠識(shí)別波長(zhǎng)范圍更廣的電磁波众眨。

不過(guò)握牧,令人驚奇的是容诬,植物除了會(huì)“看”之外,也可以“嗅”沿腰。它們不僅能夠散發(fā)氣味览徒,也能夠聞到自己和外界的氣味。

對(duì)于動(dòng)物而言矫俺,嗅覺(jué)的感知機(jī)制和感知光的機(jī)制類似,由不同的受體來(lái)對(duì)應(yīng)不同的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)掸冤,接收信號(hào)并通過(guò)嗅神經(jīng)傳遞至大腦形成對(duì)氣味的反應(yīng)厘托。

但嗅覺(jué)的受體比光受體要多出許多,畢竟單元性的氣味物質(zhì)就有數(shù)百種稿湿,還有多種化學(xué)物質(zhì)混合的特殊氣味铅匹。

植物“聞”到氣味雖然不像它們能“看”到的視覺(jué)光譜一樣有如此廣的范圍,但它們的嗅覺(jué)卻十分靈敏饺藤,為它們了解外部世界包斑、更好地生存提供了海量的信息。

你還記得催熟水果的生活小訣竅嗎涕俗?如果你有一些略顯青澀的蘋果或梨罗丰,只需要將它們和成熟的香蕉放在同一個(gè)袋子中,一段時(shí)間后再姑,這些未成熟的水果就會(huì)由硬變軟萌抵。

類似的,古時(shí)候的人們也有許多催熟水果的妙招元镀,古埃及人知道僅需劃破少數(shù)幾個(gè)成熟的無(wú)花果绍填,就可以讓整株無(wú)花果成熟;我們的祖先知道在貯存水果的房間里燒香栖疑,可以讓水果盡快成熟讨永。看來(lái)遇革,植物可以聞到氣味卿闹,它們嗅到了“同伴”成熟發(fā)出的味道,于是也爭(zhēng)先恐后地成熟了萝快。

水果被催熟的原因探討

上個(gè)世紀(jì)初比原,美國(guó)弗羅里達(dá)州的農(nóng)民們發(fā)明了用煤油加熱來(lái)催熟柑橘的方法。人們?cè)欢纫詾楦苎玻淮呤斓脑蚴且驗(yàn)槲樟藷崃苛烤健U沾苏f(shuō)來(lái),如果我們把水果放在太陽(yáng)下曝曬氢拥,或是放在暖氣邊蚌铜,它們依然可以盡快成熟锨侯,可是結(jié)果并不是這樣。

1924年冬殃,弗朗克·鄧尼研究發(fā)現(xiàn)囚痴,煤油加熱能夠催熟柑橘的原因是,煤油產(chǎn)生的煙中含有乙烯审葬。乙烯是一種由蛋氨酸在供氧充足的條件下轉(zhuǎn)化而成的化合物深滚,是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一。乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心涣觉,乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75%以上痴荐,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。當(dāng)今世界已將乙烯產(chǎn)量作為衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一官册。

植物大多數(shù)組織和器官生兆,也可以說(shuō)幾乎是所有部位都能產(chǎn)生乙烯。成熟的香蕉和無(wú)花果膝宁、中國(guó)線香和煤油的煙氣都含有乙烯氣體鸦难,僅僅是空氣中飄浮的微量乙烯,就可以使對(duì)氣味極為敏感的水果成熟员淫。19世紀(jì)德國(guó)人發(fā)現(xiàn)合蔽,在泄露的煤氣管道旁的樹(shù)葉容易脫落,也是因?yàn)橐蚁┑木壒省?/p>

乙烯的作用

乙烯作為一種植物激素介返,其實(shí)是幫助植物對(duì)環(huán)境威脅做出反應(yīng)的調(diào)控因子辈末。成熟果實(shí)中產(chǎn)生的大量乙烯會(huì)保證整片果實(shí)均勻地成熟,引起一場(chǎng)乙烯誘導(dǎo)成熟的連鎖反應(yīng)映皆,促進(jìn)植物果實(shí)被動(dòng)物識(shí)別挤聘,進(jìn)而保證了種子的傳播。

此外捅彻,乙烯也能夠促進(jìn)植物的衰老和器官的脫落组去,讓植物們有規(guī)律地繼續(xù)著一個(gè)又一個(gè)的生命周期。

八步淹、 菟絲子的喜好

這一節(jié)我們來(lái)介紹一種植物——菟(tù)絲子(如下圖)从隆,人們都俗稱它為黃絲、金絲藤缭裆。在我國(guó)的華北和華東地區(qū)键闺,以及西部的少數(shù)省份,特別是大豆產(chǎn)區(qū)澈驼,菟絲子是十分常見(jiàn)的辛燥。

如果你仔細(xì)觀察就能看到,這種纖細(xì)的橙黃色藤蔓,約合一米長(zhǎng)挎塌,長(zhǎng)著像小團(tuán)傘一樣的五瓣白花徘六。它的獨(dú)特之處在于沒(méi)有葉子。沒(méi)有葉子榴都,也就沒(méi)有綠色素待锈,也就不能進(jìn)行光合作用,無(wú)法吸收光來(lái)制造糖類和氧氣嘴高,似乎就無(wú)法存活竿音。可是菟絲子并沒(méi)有因此就餓死拴驮,反而生長(zhǎng)得很好春瞬,這是為什么呢?

菟絲子是一種寄生植物

事實(shí)上莹汤,菟絲子是一種寄生植物快鱼,就像我們腸道內(nèi)的大腸桿菌一樣颠印,菟絲子將自己狹長(zhǎng)的藤蔓纏繞在寄主植物上纲岭,并將它特有的一種器官——突起插入到寄主的“身體”(即維管系統(tǒng),又稱為維管組織系統(tǒng)线罕,是貫穿于整個(gè)植株止潮、與體內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸有關(guān)且支持和鞏固植物體的組織系統(tǒng),是植物適應(yīng)陸生生活的產(chǎn)物)中以吸取養(yǎng)料钞楼。

所以喇闸,這種攀緣性的草本寄生植物,是園林植物的天敵询件,也對(duì)大豆燃乍、胡麻、苧麻宛琅、花生刻蟹、馬鈴薯等農(nóng)作物造成了嚴(yán)重的危害。

菟絲子的寄生生活

賓夕法尼亞州州立大學(xué)的康蘇埃羅·德莫拉埃斯博士仔細(xì)觀察了菟絲子的生長(zhǎng)過(guò)程發(fā)現(xiàn)嘿辟,菟絲子的種子萌發(fā)之后舆瘪,若是新芽沒(méi)有很快找到一顆寄主植物以供攀緣,則會(huì)很快地干枯死去红伦。

為了生存下去英古,幼苗的莖尖會(huì)繞著圓旋轉(zhuǎn)、摸索昙读,一旦觸碰到寄主植物的莖干召调,就會(huì)朝寄主植物所在地方位彎曲生長(zhǎng)、打轉(zhuǎn)。菟絲子不會(huì)從葉子動(dòng)手某残,而是向下找到并纏繞住寄主植物的莖国撵,將突起刺進(jìn)寄主輸送汁液的韌皮部,最終得以生長(zhǎng)開(kāi)花玻墅。

菟絲子靠嗅覺(jué)定位獵物

但是介牙,菟絲子是如何定位獵物的呢?德莫拉埃斯博士認(rèn)為菟絲子是靠嗅覺(jué)來(lái)捕獵的澳厢。

于是环础,她用菟絲子最喜歡的番茄作為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)行驗(yàn)證剩拢。她將菟絲子和番茄分別放在兩個(gè)密封的箱子里线得,僅用導(dǎo)管連接兩個(gè)箱子,結(jié)果發(fā)現(xiàn)菟絲子總是朝著導(dǎo)管生長(zhǎng)徐伐,這說(shuō)明菟絲子感知到了番茄釋放出的氣味贯钩。德莫拉埃斯博士進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn),她將番茄莖的提取物和一些其他溶劑分別涂在兩個(gè)棉簽上办素,將棉簽插在菟絲子幼苗附近的泥土里角雷。果然,菟絲子總是向著涂有番茄莖提取物的棉簽生長(zhǎng)性穿,而不是朝向涂有一般性溶劑的棉簽勺三。

菟絲子的口味偏好

更厲害的是,菟絲子竟然還“挑食”需曾。如果在菟絲子旁邊等距的位置上放置兩個(gè)花盆吗坚,分別種著番茄和小麥,菟絲子總會(huì)伸向番茄生長(zhǎng)呆万。哪怕是按照德莫拉埃斯博士的方法調(diào)制出番茄味道的溶液和小麥味道的溶液商源,再次用棉簽進(jìn)行實(shí)驗(yàn),菟絲子也會(huì)青睞番茄的味道谋减。

前期研究已經(jīng)證明牡彻,番茄溶液和小麥溶液中共同含有的β-月桂烯揮發(fā)的味道,是菟絲子受到吸引的主要原因逃顶,可為什么菟絲子選擇了番茄而不是小麥呢讨便?也就是說(shuō)這一偏好從何而來(lái)呢?原來(lái)以政,除了出β-月桂烯霸褒,番茄還能釋放出小麥所不具備的兩種能吸引菟絲子的發(fā)揮物;相反小麥則會(huì)釋放一種叫做乙酸反式-3-己烯酯的抑制劑盈蛮,致使菟絲子背離小麥生長(zhǎng)废菱。看來(lái),菟絲子的口味偏好與氣味的復(fù)雜性密不可分,也足以說(shuō)明植物的“鼻子”足夠靈敏。

九蚜点、 “會(huì)說(shuō)話的樹(shù)”

1.羅茲的發(fā)現(xiàn)——會(huì)說(shuō)話的樹(shù)

1983年馋贤,華盛頓大學(xué)的兩位科學(xué)家戴維·羅茲和戈登·奧里安斯發(fā)現(xiàn)买猖,樹(shù)木可以彼此發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警,告訴自己的同類:食葉昆蟲(chóng)“入侵”了!

羅茲發(fā)現(xiàn),受到天幕毛蟲(chóng)(屬于枯葉蛾科驻襟,顏色鮮艷、多毛芋哭,非吵烈拢活躍,喜歡吃闊葉樹(shù)的葉子减牺,因?yàn)橥鲁龅慕z織成的繭很大豌习,很像帳篷,所以叫天幕毛蟲(chóng))侵害的白柳樹(shù)(如下圖)附近的其他柳樹(shù)能夠抵抗這些毛蟲(chóng)拔疚,是因?yàn)樗鼈兊娜~子中比被侵害的白柳樹(shù)葉中多了酚類和單寧類的物質(zhì)肥隆。

如同乙酸反式-3-己烯酯對(duì)菟絲子的抑制作用一樣,天幕毛蟲(chóng)對(duì)這些物質(zhì)非常抵觸草雕,從而保證了病樹(shù)周圍的同類的健康巷屿。羅茲推測(cè)固以,由于樹(shù)之間并沒(méi)有根系或枝椏上的物理聯(lián)系墩虹,那么一定是病樹(shù)向健康的白柳發(fā)出了警告的訊號(hào)!

實(shí)驗(yàn)支持

僅僅過(guò)了3個(gè)月憨琳,達(dá)特茅斯學(xué)院的伊安·鮑德溫和杰克·舒爾茨就發(fā)表了一篇學(xué)術(shù)論文來(lái)支持羅茲的觀點(diǎn)诫钓,他們是通過(guò)條件高度可控的實(shí)驗(yàn)而不是自然觀察的方法進(jìn)行的研究。將60株幼苗(楊樹(shù)和糖槭)裝在兩個(gè)有機(jī)玻璃籠中篙螟,每個(gè)籠子中種植30株菌湃。第一個(gè)籠子里,有15株幼苗(如下圖)各有兩片葉子被撕成兩半遍略,另外15株沒(méi)有損傷惧所;第二個(gè)籠子里的30株幼苗都是未經(jīng)損傷的,作為對(duì)照組來(lái)觀察绪杏。

兩天過(guò)后對(duì)這些幼苗進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè):

第一個(gè)籠子中下愈,受傷幼苗的健康葉片中的有毒酚類和單寧類物質(zhì)增多了,健康幼苗的葉片中此類物質(zhì)也明顯增多蕾久;

第二個(gè)籠子中势似,幼苗葉片中未發(fā)現(xiàn)該類物質(zhì)的顯著變化。

看來(lái),只要是受傷的葉子履因,不管是自然所為還是在實(shí)驗(yàn)中被撕毀障簿,都能夠釋放出某種氣體信號(hào),使其他健康的同類產(chǎn)生阻礙毛蟲(chóng)生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì)栅迄,進(jìn)行群體的自我保護(hù)站故。

2.“說(shuō)話”的原因探究

現(xiàn)階段,植物通過(guò)氣味通訊這一現(xiàn)象已經(jīng)被反復(fù)驗(yàn)證毅舆,成為公認(rèn)的科學(xué)事實(shí)世蔗。但仍然存在許多疑問(wèn),植物真的在彼此通訊嗎朗兵?受傷植物發(fā)出的信號(hào)的意圖污淋,是保護(hù)自己還是提醒同類?

為了解決疑問(wèn)余掖,墨西哥的學(xué)者馬丁·海爾對(duì)野生棉豆進(jìn)行了研究寸爆。他發(fā)現(xiàn),被甲蟲(chóng)咬食過(guò)的棉豆葉子會(huì)揮發(fā)一種化學(xué)物質(zhì)盐欺,而同株的花則會(huì)分泌甜味汁液赁豆,吸引甲蟲(chóng)的天敵前來(lái)。于是海爾用氣相色譜-質(zhì)譜分析的高級(jí)技術(shù)來(lái)鑒別不同葉子周邊的空氣情況冗美,他選取了四類不同的葉子:

已經(jīng)被甲蟲(chóng)侵蝕的棉豆植株上被咬食的葉片

已經(jīng)被甲蟲(chóng)侵蝕的棉豆植株上健康的葉片

與被侵蝕植株臨近的健康植株的葉片

與被侵蝕植株隔離的健康植株的葉片

結(jié)果發(fā)現(xiàn):

前兩種葉片釋放的揮發(fā)性氣體的化學(xué)成分完全相同魔种;

第三種葉片周圍的空氣中也含有此類成分;

而最后一種作為對(duì)照組的葉片附近粉洼,則完全沒(méi)有監(jiān)測(cè)到這些物質(zhì)节预。

顯然,早先的研究結(jié)論再一次得到了驗(yàn)證属韧。但是海爾不相信受傷葉子“說(shuō)話”安拟,是為了警告周圍的植株。他推測(cè)宵喂,周圍的植株是利用竊聽(tīng)的方式獲取受傷葉子發(fā)出的內(nèi)部信號(hào)——發(fā)給同一植株葉子的信號(hào)糠赦。

為了驗(yàn)證它的假設(shè),海爾借助塑料袋和小風(fēng)扇進(jìn)行了后續(xù)的實(shí)驗(yàn)锅棕。他將受傷的棉豆和健康棉豆鄰近放置拙泽,但用塑料袋將受傷的葉片密封起來(lái),兩天后的結(jié)果大有不同裸燎,這回健康棉豆沒(méi)有揮發(fā)出先前的防御性氣體顾瞻。接下來(lái),海爾用小風(fēng)扇對(duì)著受害葉片吹風(fēng)顺少,風(fēng)向的設(shè)置有兩種情況——對(duì)著同株棉豆的健康葉片和對(duì)著遠(yuǎn)離植株的空地朋其,與此同時(shí)王浴,監(jiān)測(cè)棉豆葉片散發(fā)的氣體的化學(xué)成分含量。結(jié)果表明梅猿,只有被受害葉片揮發(fā)化合物的風(fēng)吹到的葉片氓辣,才自主地散發(fā)出同樣的氣體。這說(shuō)明袱蚓,植物保護(hù)同類的過(guò)程钞啸,就像是中國(guó)古代長(zhǎng)城上的烽火臺(tái)一樣,只要健康葉片“嗅”到了受害葉子散發(fā)的氣體喇潘,就會(huì)提前做好防護(hù)体斩。那么鄰近的植株,可以從植株葉子之間的內(nèi)部“對(duì)話”中獲益颖低。

在這一過(guò)程中絮吵,未受侵蝕的葉子到底嗅到了什么呢?2009年忱屑,海爾的研究取得了更進(jìn)一步的成果蹬敲。他比較了遭到細(xì)菌感染的葉子和遭到昆蟲(chóng)取食的葉子所散發(fā)的物質(zhì),發(fā)現(xiàn)雖然他們都能夠釋放氣體信號(hào)莺戒,但成分是不同的伴嗡,前者釋放物質(zhì)的主要成分是水楊酸甲酯(水楊酸是阿斯匹林的化學(xué)前體),而后者主要是茉莉酸甲酯从铲。

所以植物不僅能夠呼救和預(yù)警瘪校,還能夠描述清楚具體的事件,簡(jiǎn)直是一件神奇的事情名段!也許在不久的將來(lái)阱扬,我們就能解開(kāi)植物語(yǔ)言系統(tǒng)的奧秘,發(fā)現(xiàn)植物生命的答案吉嫩。

十价认、植物的嗅覺(jué)很靈敏

植物能夠散發(fā)各種各樣的氣味嗅定,相信大家都聞到過(guò)青草的新鮮味道自娩,茉莉的清新,水果的香甜渠退,當(dāng)然還有一些植物的惡臭忙迁,比如巨魔芋(如圖)。巨魔芋又被稱作“尸花”碎乃,花朵的直徑長(zhǎng)達(dá)1.5米姊扔,高則將近3米,在開(kāi)花的時(shí)候會(huì)散發(fā)一股類似尸臭的味道梅誓。

植物的氣味沒(méi)有我們想象的那么簡(jiǎn)單恰梢,這些味道對(duì)于他們來(lái)說(shuō)就如同我們?nèi)祟惖恼Z(yǔ)言一般重要佛南。甚至,氣味的語(yǔ)言突破了種群內(nèi)部的信息傳遞(比如上一節(jié)講到的通過(guò)散發(fā)氣體來(lái)預(yù)警)嵌言,也可以借此與動(dòng)物交流嗅回。

例如,花朵的香氣引誘蝴蝶和蜜蜂來(lái)幫助傳播花粉摧茴,果實(shí)的美味引誘動(dòng)物來(lái)幫助帶走種子播撒到其他地方绵载。植物雖然不能移動(dòng),但卻以其獨(dú)特的方式苛白,成為了自然界中最重要的生命形態(tài)之一娃豹。

同樣,我們也像植物一樣能嗅到空氣中傳播的揮發(fā)物购裙,嗅覺(jué)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)絕不是一種簡(jiǎn)單的訊息方式懂版,就像有人用嗅覺(jué)來(lái)形容“我聞到了愛(ài)情的氣息”。

這不僅是文學(xué)上的修辭躏率,也確有科學(xué)研究表明定续,嗅覺(jué)和我們的情緒、記憶等心理過(guò)程緊密聯(lián)系禾锤,鼻子中的嗅覺(jué)感受器通過(guò)嗅神經(jīng)和我們的大腦以及邊緣系統(tǒng)(主要功能是調(diào)節(jié)感覺(jué)信息私股、影響或產(chǎn)生情緒、參與學(xué)習(xí)和記憶活動(dòng))相連恩掷。

然而在生活中倡鲸,我們往往意識(shí)不到自己也同植物一樣通過(guò)分泌外激素來(lái)傳遞訊息,即我們通過(guò)散發(fā)氣味影響他人黄娘,同時(shí)也受到別人身上味道的影響峭状。

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期生活在同一密集型住所的女性逼争,由于汗液氣味的互相暗示优床,月經(jīng)周期也會(huì)變得同步;聞到女性眼淚中的氣味誓焦,可以降低男性體內(nèi)睪酮(主要的雄性激素)的水平胆敞,抑制性欲的產(chǎn)生。

不可否認(rèn)杂伟,動(dòng)植物界在諸多方面有著共通之處移层,那么植物的這些表現(xiàn)也能被稱之為嗅覺(jué)嗎?植物沒(méi)有鼻子赫粥、沒(méi)有嗅神經(jīng)及其相關(guān)的腦反應(yīng)區(qū)观话,就連植物體內(nèi)的揮發(fā)物受體,目前也只有乙烯受體得到公認(rèn)越平。

雖是如此频蛔,作者依然堅(jiān)持植物有嗅覺(jué)灵迫,畢竟植物可以嗅到空氣中的揮發(fā)物,并根據(jù)這些信號(hào)做出趨利避害的反應(yīng)晦溪。植物的嗅覺(jué)不僅存在龟再,而且非常靈敏。

思考與討論:

本章中提到了許多具有嗅覺(jué)的植物尼变,有我們熟悉的利凑,比如香蕉、無(wú)花果嫌术、柑橘哀澈、番茄、小麥度气、柳樹(shù)和楊樹(shù)割按;也有我們不太熟悉的,比如菟絲子磷籍、棉豆适荣、巨魔芋等。你還知道其他散發(fā)或感知?dú)馕兜闹参飭嵩毫欤繃L試去收集一下資料弛矛,講出它們的故事。

在植物“嗅覺(jué)”的探索過(guò)程中比然,我們發(fā)現(xiàn)植物學(xué)的科學(xué)研究和化學(xué)緊密相關(guān)丈氓,比如今天提到的乙烯、乙酸反式-3-己烯酯强法、乙酸反式-3-己烯酯万俗、水楊酸甲酯、茉莉酸甲酯饮怯、睪酮……你還記得它們的作用嗎闰歪?你知道這些化學(xué)物質(zhì)是如何命名的嗎?可以嘗試著檢索化學(xué)物質(zhì)的命名規(guī)則蓖墅,相信你會(huì)有更多的發(fā)現(xiàn)库倘。

本文摘自《植物知道生命的答案》作者:丹尼爾·查莫維茨, 成長(zhǎng)于美國(guó)賓夕法尼亞州,大學(xué)就讀于哥倫比亞大學(xué),并在耶路撒冷希伯萊大學(xué)獲得遺傳學(xué)的哲學(xué)博士,現(xiàn)任以色列特拉維夫大學(xué)植物生物科學(xué)中心主任置媳。他對(duì)植物和果蠅的研究成果曾發(fā)表在頂級(jí)科學(xué)期刊上于樟,《植物知道生命的答案》是他多年研究成果∧茨遥卡片作者:Hank 北京大學(xué)應(yīng)用心理碩士。

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