現代研究顯示，植物也有嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)，當它們陷于困境時(shí)會(huì )作出防御，還能提醒周?chē)闹参?，它們甚至還擁有不同類(lèi)型的記憶。有科學(xué)家認為，植物也是復雜的生物體，過(guò)著(zhù)豐富而感性的生活。

　　人類(lèi)能否預計未來(lái)，進(jìn)行人生規劃？我想答案應該是否定的。

　　但有一種生長(cháng)在美國西北部的植物盾葉鬼臼卻可以根據對天氣特征的估計，計劃未來(lái)兩年的生長(cháng)狀況。

　　這些看似靜默的小生命卻擁有如此強大的感知和預知能力，實(shí)在讓人跌破眼鏡！有科學(xué)家認為人們看不到植物移動(dòng)，并不意味著(zhù)在植物體中沒(méi)有一個(gè)豐富的、動(dòng)態(tài)的、多元的世界。難道無(wú)聲的植物們真的擁有自己獨特的表達方式，只是我們從未察覺(jué)罷了？

　　本期科技之謎將攜手中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室謝旗研究員，共同探尋植物世界的奧秘。

　　植物“思維活躍”

　　已逝植物遺傳學(xué)家、諾貝爾獎得主芭芭拉·麥克林托克稱(chēng)植物細胞“具有思想性”，而達爾文曾經(jīng)也寫(xiě)過(guò)有關(guān)根尖“大腦”的文章?？磥?lái)，植物具有“意識”這個(gè)疑問(wèn)早就被科學(xué)家們提出，但植物真的存在“意識”嗎？該怎樣科學(xué)合理的解釋呢？

　　植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室謝旗研究員說(shuō)：“植物與動(dòng)物是不同的，動(dòng)物主要是通過(guò)神經(jīng)細胞，植物體內沒(méi)有神經(jīng)組織，所以不會(huì )像動(dòng)物那樣擁有意識。雖然沒(méi)有意識，但是植物擁有所有生命體共同的生命特征，那就是趨利避害的特性。這種特性可以讓植物對外界環(huán)境的改變做出反應。但這種反應通常是隱性的，不容易觀(guān)察到。”

　　提到動(dòng)物的“意識行為”，我們不免想到含羞草。它在受到外界刺激的時(shí)候會(huì )把葉片瞬間收攏，這種看似帶有“意識性”的舉動(dòng)該如何解釋呢？

　　“它主要是因為植物細胞中鉀跟氯離子的平衡受刺激后被打破，導致葉片中的水分通過(guò)莖流入植物根部，葉子細胞組織的張力下降至葉下垂。”謝旗研究院說(shuō)：“植物的這些能瞬間做出的反應，和動(dòng)物的神經(jīng)系統的反射完全不同，你可以把植物的這種瞬間做出的動(dòng)作理解為植物進(jìn)化出來(lái)的一種“機械式”的機關(guān)。好比老鼠夾子，你一動(dòng)它就夾上了。專(zhuān)業(yè)的來(lái)說(shuō)叫信號傳導。信號傳導有兩種，其中一種是受到外界環(huán)境刺激，細胞的活動(dòng)快速反應造成植物體內發(fā)生生理變化；還有一種是通過(guò)基因的表達和蛋白的產(chǎn)生而做出變化，這種反應需時(shí)較長(cháng)。我們應該將思考與信號處理分開(kāi)來(lái)看，不能混淆。”

　　植物“性情迥異”

　　之前有科學(xué)家做過(guò)實(shí)驗：從同一個(gè)母體植物上切下來(lái)的兩個(gè)切片或從同一個(gè)母體植物上克隆的兩株小植物，即使在相同條件下對它們進(jìn)行培育，它們也會(huì )表現各異。

　　對于這種生長(cháng)差異，謝旗研究院說(shuō)：“這里就要提到“表觀(guān)遺傳學(xué)”。其中一項便是植物的生長(cháng)可以隨著(zhù)環(huán)境的變化來(lái)進(jìn)行自我調控。比如我們將同一種植物一南一北的種植，那么植物生長(cháng)的大小便會(huì )存在差異。外界的環(huán)境會(huì )調控植物基因表達，從而植物所產(chǎn)生的蛋白不同、代謝不同，最后造成外觀(guān)上的差異。”

　　原來(lái)植物的生長(cháng)差異是因為植物的變化受到溫度、光照時(shí)間以及生長(cháng)地土壤性質(zhì)的影響。謝旗研究員說(shuō)：“光是植物生長(cháng)發(fā)育的主要環(huán)境影響因素之一，而且是作物產(chǎn)量的重要決定因子。植物幾乎能夠感受各種層次的光，包括光照方向、光照持續時(shí)間、光量度以及光的波長(cháng)；而植物的生長(cháng)和繁殖要在一定的溫度范圍內進(jìn)行。在此溫度范圍的兩端是最低和最高溫度。低于最低溫度或高于最高溫度都會(huì )引起植物體死亡，不同的溫度環(huán)境也會(huì )導致植物形態(tài)上的差異；此外，土壤性質(zhì)的一些差異也會(huì )引起植物的生長(cháng)發(fā)育的變化。”

　　植物“記憶豐富”

　　美國的測謊專(zhuān)家巴克斯特曾做過(guò)一個(gè)實(shí)驗，在植物葉子上接上了一個(gè)測謊器的電極。為了證明植物具有記憶力，巴克斯特將兩棵植物并排放入—間屋內。然后讓六個(gè)人穿著(zhù)一樣的服裝。戴著(zhù)面罩，從植物前面走過(guò)。其中一個(gè)人將植物毀壞。之后，再讓他們從植物前面走過(guò)，當那個(gè)毀壞植物的人經(jīng)過(guò)時(shí)，記錄紙上出現了強烈反應的記錄。

　　植物何以有如此靈敏的神經(jīng)系統和復雜的反應行為？難道它真有一個(gè)“記憶庫”嗎？

　　通過(guò)巴克斯特的實(shí)驗，科學(xué)家們得出結論：那是一種名叫茉莉酮酸的化學(xué)物質(zhì)在起作用。植物激素把植物體內的亞麻酸轉化成為茉莉酮酸。這是一種類(lèi)似動(dòng)物體內的前列腺素的化學(xué)物質(zhì)。

　　謝旗科學(xué)家解釋說(shuō)：“植物受到外界刺激時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一種或多種激素，同外界物質(zhì)會(huì )釋放一些我們肉眼所不能觀(guān)察到的化學(xué)物質(zhì)，因而激起植物的一些化學(xué)變化，然后植物就會(huì )產(chǎn)生一些芳香味的化合物，而這些化合物就會(huì )揮發(fā)在空氣當中，作為一種植物間互相聯(lián)絡(luò )的信號。”

　　植物“社交廣泛”

　　在美國華盛頓大學(xué)的生態(tài)學(xué)家發(fā)現，在一片柳樹(shù)林中，一旦某一棵樹(shù)遭受蟲(chóng)害，其新葉中的石炭堿的分泌量就會(huì )大量增加，以降低新葉對害蟲(chóng)的適應性，從而保護自己，減少蟲(chóng)害，而在這棵遭受蟲(chóng)害的柳樹(shù)周?chē)s70米范圍的其他柳樹(shù)葉片中的石炭堿含量，均有不同程度的增加，而且越靠近被害之樹(shù)，葉片中的石炭堿濃度越高。

　　一項最近的研究顯示，植物之間的交流，可以通過(guò)在根與根之間傳遞信號。

　　而這些另類(lèi)的交流方式“歸根到底還是因為刺激導致植物激素或其它次生產(chǎn)物的產(chǎn)生、釋放和鄰里植物的接收及響應”。

　　謝旗研究員說(shuō)：“植物的交流主要還是依靠于激素或其它次生產(chǎn)物的分泌，植物激素會(huì )散發(fā)在空中，就會(huì )導致旁邊的植物會(huì )相應植物激素。同一個(gè)植物受到一次干旱以后，它就會(huì )產(chǎn)生一種適應于干旱的植物激素，做好下一次干旱來(lái)臨時(shí)的對應措施。簡(jiǎn)單說(shuō)就是植物基因的相關(guān)表達加快或降低，有了適應性。與相鄰的植物的交流傳導，主要是因為它在面對干旱的時(shí)候會(huì )相應的分泌一些植物激素。比如我們現在噴讓果實(shí)成熟的乙烯，也是根據外界的刺激會(huì )讓植物蛋白發(fā)生變化這一原理來(lái)進(jìn)行的。”