听——植物在“说话”

田豌豆



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听
——植物在“说话”

田豌豆

植物知道生命的答案

在你家后院就能找到的花草树木，都具备极为精密的感觉系统。

大多数动物能够选择环境，在风暴中寻找掩藏之处，寻觅食物，或是随季节变化而迁徙。然而，植物不能运动，无法移向更好的环境。它们必须有能力适应持续变化的天气、抵抗大举入侵的害虫等。因此，植物演化出了复杂的感觉和调控系统，这使得它们可以随外界条件的变化而调节自己的生长。

榆树必须知道它的邻居是不是遮挡了阳光，这样它才能有办法向有阳光的地方生长。莴苣必须知道是不是有贪吃的蚜虫打算把它吃光，这样它才能制造有毒的化学物质杀死害虫。花旗松必须知道它的枝条是不是正在被猛烈的风撼动，这样它才能让树干长得更强壮一些。樱花树必须知道什么时候开花……

在基因水平上，植物是比很多动物都要更复杂的生命。

在整个生物学领域那些重要的发现中，有不少就是通过研究植物而获得的。罗伯特·胡克在1665年使用自己制造的原始显微镜研究木栓时，第一次发现了细胞。19世纪，格雷格尔·孟德尔在豌豆中得出了现代遗传性定律。

植物没有中枢神经系统，但它们的各个部位仍然是紧密关联的。与光、空气中的化学物质及温度有关的信息，持续不断地在根和叶、茎和花之间进行交流，这样才能让植物更好地适应环境……

我们的生存完全依赖植物。为什么不花点时间，多了解一下科学家已经在植物上取得的发现呢？让我们开始行程，去探索植物内在生命背后的科学吧。

这是科学家丹尼尔·查莫维茨在他的著作《植物知道生命的答案》写的一段话。丹尼尔是以色列特拉维夫大学植物生物科学中心主任。

他认为植物有自己的语言。它们不仅可以在自己的花、叶之间进行交流，还可以和同伴、邻居们进行“聊天”，交流信息。《植物知道生命的答案》汇聚了丹尼尔多年研究的成果，呈现了他所知道的植物世界的“秘密”。

达尔文的实验

达尔文和他的儿子弗朗西斯都对植物生长中光产生的效应十分着迷。在《植物的运动力》里，达尔文说，几乎所有的植物都向着光弯曲。

我们随时都能看到室内植物冲着窗户射进来的阳光垂头弯腰，植物的这一行为就叫作向光性。

在一个非常简单的实验中，达尔文父子揭示了植物的向光弯曲和光合作用无关，实际上是由植物内在的向光运动能力引发的。

在实验中，达尔文父子让一盆金丝雀鹝草在一间完全黑暗的屋子里生长了几天。然后，他们在离花盆12英尺的地方点燃一盏很小的煤气灯。灯光很昏暗，使他们“无法看见幼苗，也无法看见用铅笔在纸上画的线”。然而，只过了三小时，鹝草就明显地向这昏暗的灯光弯过去了。弯曲总是发生在幼苗的同一部位——茎尖以下大约一英寸的地方。

这让达尔文父子提出了疑问：鹝草的什么部位“看到”了光？

为了找到答案，他们又做了一个实验。

他们假设鹝草的“眼睛”长在幼苗茎尖，而不是幼苗弯曲的地方。他们检验了五株不同幼苗的向光性，如下图所示：

A.第一株幼苗没做任何处理，其行为表明实验条件可引发向光性。

B.第二株幼苗切掉了茎尖。

C.第三株幼苗用一个不透光的玻璃小帽罩住茎尖。

D.第四株幼苗用一个透明玻璃小帽罩住茎尖。

E.第五株幼苗用一个不透光的管子遮住其中间部分。

在这个实验中，幼苗的生长环境和前一个实验相同。未处理的幼苗理所当然向光弯曲。同样，中间部分套着不透光管子的幼苗也向光弯曲。然而，除去幼苗的茎尖，或者用不透光的小帽罩住它，幼苗就“失明”了，无法向光弯曲。而第四株幼苗的实验证明，玻璃可以透过光，使其照在幼苗的茎尖上。

苗梢见到光，把信息传递到植物的中部，使它向着光的方向弯曲。达尔文父子便这样成功地展示了植物的原始视觉。

祖母的办法

我的祖母从没学过生物学或农学，但她知道，把一个成熟的香蕉放进一个牛皮纸袋，再把一个还很硬的鳄梨放进去，鳄梨就能变软。

事实上，这种做法可以追溯到古代，古代早就有多种催熟水果的方法了。古埃及人划破少数几个成熟的无花果，就可以让整串无花果成熟。古时候的中国，人们则在储藏梨的房间里烧香，也可以让梨成熟。

20世纪初，美国佛罗里达的农民在用煤油加热的棚屋中催熟柑橘。这些农民确信是热量引发了水果成熟。然而，当他们在柑橘旁边放上电热器，插上插头，却发现这些水果无动于衷。那么，如果不是热量的问题，水果催熟的秘密难道和煤油有关吗？

1924年，科学家弗朗克·邓尼证实煤油油烟含有少量叫作乙烯的物质。不管是催熟什么水果，只要用纯乙烯气体处理就可以了。中国的线香产生的烟，也被证实含有乙烯。

这样，一个简单的科学模型就建立起来了：水果“嗅”到极其微量的乙烯，在这种气味之下，做出了快速成熟的行为。

那么，新的问题来了——我的祖母把两个水果放在一起时，或古埃及人划破无花果时，又发生了什么？

到了20世纪30年代，康奈尔大学的一个研究组提出，乙烯是用来使果实成熟的通用植物激素。包括无花果在内的所有果实，都会释放这种有机化合物。古埃及人划破无花果，就是为了让乙烯气体更易于释放。把硬的鳄梨和成熟的香蕉放在一起，香蕉就会释放乙烯。鳄梨“嗅”到乙烯后就迅速成熟。这两个水果借此便交流了彼此的生理状态。

从生态角度来说，（水果的大量成熟）对于保证种子的传播有优势。动物会被“已可食用”的水果吸引。它们吃喝完毕，在日常活动中，就传播了种子。

发言：

《植物知道生命的答案》是一本极其有趣的书。

书中引用了大量的科学实验证明植物能“看到什么”“嗅到什么”“感受到什么”“听到什么”“记住什么”，以及它们“如何知道身在何处”。

除了了解到很多我们从没想到过的知识外，在这些实验里，我们还可以学习到很多有趣的实验方法。