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植物沒大腦,卻有智能?

時間:2018/7/6 1:27:04

  核心提示:書桌上、陽臺邊,很多人都喜歡養點綠色植物,美化生活、紓解壓力。多肉植物、香草類植物,頗受人們的歡迎。但你是否曾想過,沒有大腦的植物,竟然也擁有“智能”?什么是智能要回答這個問題,首先要界定何為“智能”...

書桌上、陽臺邊,很多人都喜歡養點綠色植物,美化生活、紓解壓力。多肉植物、香草類植物,頗受人們的歡迎。但你是否曾想過,沒有大腦的植物,竟然也擁有“智能”?

什么是智能

要回答這個問題,首先要界定何為“智能”。不過,有太多人對智能有過定義,所以也就很難界定哪個是最權威的說法。正如美國心理學家羅伯特·斯滕伯格所說:“智能的定義跟試圖去定義它的專家一樣多。”

蘇格蘭愛丁堡大學的植物生理學家安東尼·特里瓦弗斯指出,雖然人類明顯比別的動物更睿智,但智能不太可能是一種僅在人身上起源的生物特性。基于這種觀念,他將智能看成是諸如軀體性狀和呼吸之類的生物性狀,是通過自然選擇從較早的生物體已經存在的性狀演化而來的。

比如植物和人類共同擁有的疾病基因。2000年底,擬南芥基因組全序列完成測定并公開發表。科學家一邊破解擬南芥的DNA序列,一邊就發現其基因組含有BRCA基因(與遺傳病乳腺癌有關)、CFTR基因(與囊腫性纖維化有關)以及很多與聽力缺陷有關的基因。

這些基因在植物中有何功能呢?以色列特拉維夫大學生命科學學院院長丹尼爾·查莫維茨教授在其著作《植物知道生命的答案》一書中寫道:“擬南芥基因組之所以含有BRCA、CFTR和幾百個其他的與人類疾病或機能缺陷有關的基因,是因為它們是基本的細胞生理所必需的。擬南芥所含有的人類‘疾病基因’的對應基因如果發生突變,就會引發擬南芥植株的干細胞比正常干細胞分裂更多次,于是整株植物會對輻射高度敏感,這兩種表現也都是人類癌癥的標志特征。”

上海辰山植物園工程師、科普作家劉夙在接受《中國科學報》記者采訪時指出:“植物有沒有智能,要取決于智能如何定義。如果采取一種比較廣義的定義的話,那么植物也有一定的智能,比如可以產生某種程度的記憶、可以彼此通信等等。”

意大利佛羅倫薩大學植物神經生物學國際實驗室(LINV)負責人斯特凡諾·曼庫索教授提出,不妨寬松地將智能定義為“解決問題的能力”。在他看來,將人類看作唯一擁有智能的生物有失偏頗。在《它們沒大腦,但它們有智能——植物智能的認識史》一書中,曼庫索寫道:“智能是一種生命特有的資產,即使是最卑微的單細胞動物也擁有。每個生命體都必須不斷解決生存中面臨的問題,與我們每天生活中面對的并無不同。”

植物擁有“感覺”

三毛寫:“如果有來生,要做一棵樹,站成永恒。……從不依靠,從不尋找……”獨立向上的姿態,傳達了植物在人心目中的形象,成為很多人十分喜歡的句子。但從植物學的角度來看,這未必是事實——植物的生存方式遠比我們想象得要復雜,它們擁有“感覺”,甚至能夠與同類、動物“溝通”。

植物沒有眼睛,但它卻能察覺到光。不同的植物擁有不同的氣味,酸甜的番茄、清新的香草、苦澀的苦瓜……除了散發氣味吸引動物,植物還擁有嗅覺,能夠“聞”到一些氣味。催熟水果是人們日常熟悉的一個技巧,把成熟的香蕉或者蘋果和堅硬的獼猴桃或者鱷梨放在一起,很快它們也會變得成熟、香甜可口。這背后是因為植物嗅到了成熟果實散發在空氣中的乙烯。

劍橋大學的理查德·蓋因在上世紀30年代通過實驗證明,成熟蘋果周圍的空氣里含有乙烯。康奈爾大學的博伊斯·湯普遜研究所提出,乙烯是用來使果實成熟的通用植物激素。這保證了一棵植物的果實同時成熟,集中在一起展示,猶如一個為動物準備的水果市場。動物在吃喝完畢之后,完成幫植物傳播種子、繁衍生存的任務。

除了視覺、嗅覺,植物還擁有味覺、觸覺。人類用舌頭品嘗美味,植物的根也會在土壤中尋找自己需要的微量元素,比如硝酸鹽、磷酸鹽和鉀。而諸如捕蠅草、豬籠草等食蟲植物之所以存在,也是因為對于氮的需求。食蟲植物散發芬芳甜蜜的物質來誘捕獵物,得手后通過制造酶來分解營養物質,并且使葉子吸收,進而代謝掉捕捉到的動物。這之中觸覺發揮了重要作用。

植物與植物之間也要互相溝通。劉夙舉例說,很多人喜歡修建草坪時的氣味,實際上構成這些氣味的揮發物正是草的報警信號,“表明這片葉子已經遭到了外力(在自然界中常常是昆蟲)的侵害,因此要通知鄰近的草葉趕快合成一些防御性化學物質。這就是植物間通信的一種方式,可以認為是植物智能的一種體現”。

換個方式看植物

作為人類社會中最為植物智能雄辯的代表之一曼庫索教授堅信人類沒有認清植物生命的真相。“如果我們對于自己共享了大部分演化史的植物的智能都不屑一顧,我們怎么能指望自己會認可外星文明?對我們來說,植物智能看起來像外星智能的兩點是,它們比我們行動得慢,以及缺乏像我們一樣單獨的器官。但正是因為植物在形體和基因上與我們非常不同,它們才可能成為研究智能的重要模型。”

演化生物學家西奧多修斯·多布贊斯基說:“若無演化之光,生物學的一切都無意義。”植物科普作家史軍對此也持類似觀點。他在采訪中告訴《中國科學報》記者:“植物肯定是有感覺和反饋的,但是如果基于這些就說它們有類似人類的智能,就有點言過其實了。”

他同時提出確實需要用新的視角去看待植物:“植物是自然界的基石,今天地球表層的生命世界都是基于植物在運轉。植物是長時間演化的結果,身上滿滿的都是演化力量的結晶。人類如果只把植物當作食物那就大錯特錯了。人類應該先承認自己是與植物同等的生命體,才能更好地去理解植物生命,去剖析內部的秘密。”

劉夙認為,應該以多樣性的眼光去看待植物。“植物的多樣性直接決定了生態系統的多樣性,又進一步決定了動物等其他生物的多樣性。人類對植物的最大誤解就是出于自己的狹隘經驗,低估了植物的豐富多樣性,好像所有的樹都一樣,所有的草都一樣。理解植物的多樣性,應該是我們今天最重要的態度之一。”

作者:張晶晶 來源:中國科學報
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