植物有哪些你不知道的“神奇能力”?(2)
事实上,2015年发表的一项研究似乎显示出更深层的相似性,表明肌动蛋白(肌肉组织中的关键组成部分)在植物本体感觉中的作用。 "这一点的支持不太充分,"哈曼特说,"但有一些证据表明组织中的肌动蛋白纤维参与其中;几乎像肌肉一样。
这些发现不是唯一的。随着植物感知研究的进展,研究人员已经开始发现重复的规律,暗示植物与动物的深度对等。
2014年,瑞士洛桑大学(University of Lausanne)一个团队的研究表明,当毛虫攻击拟南芥植物时,它会触发了一波电活动。植物中电信号的存在不是一个新的想法,早在1874年,生理学家约翰·博顿-桑德森(John Burdon-Sanderson)就提出它是捕蝇草(Venus flytrap)的行动机制,但令人惊讶的是被称为谷氨酸受体的分子发挥的作用。
谷氨酸是我们中枢神经系统中最重要的神经递质,它在植物中起着完全相同的作用,除了一个关键的区别:植物没有神经系统。
"分子生物学和基因组学告诉我们,植物和动物是由非常有限的一组分子"砖块"组成,两者非常相似,"位于捷克首都布拉格的查尔斯大学(Charles Universit)的研究员法蒂玛茨夫尔奇科娃(Fatima Cvrková)说。电子通信以两种不同的方式进化,每次使用一组"砖块",这可以追溯到15亿年前动物和植物分化之前。
"进化已经带来一定数量的潜在沟通机制,虽然你可以通过不同的方式前进,但终点仍然是一样的,"查莫维兹说。
Image copyright Alamy Image caption 拟南芥(Arabidopsis thaliana)使用电信号(图片来源:Nigel Cattlin/Alamy)人们认识到这种相似性的存在以及植物感知世界的能力可能比外表显示出来的大的多,这就引起了一些关于"植物智能"的惊人观点。甚至还由此产生了新的学科。植物中的电信号传导是"植物神经生物学"(尽管植物中没有神经元,但仍然使用了这一术语)这门学科诞生的关键因素之一。现在还有一些植物研究者正在调查传统上不属于植物的领域,比如记忆、学习和问题解决能力。
这种思维方式甚至导致瑞士的立法者制定了旨在保护"植物尊严"的政策指南,不管这种尊严意味着什么。
虽然许多人认为"植物智力"和"植物神经生物学"这样的术语是一种隐喻,但它们仍然遭到了许多批评,尤其是来自查莫维兹的批评。"我认为植物很聪明吗?我认为植物很复杂,"他说。不过复杂性不应该与智力混为一谈,他强调。
因此,尽管用拟人术语来描述植物有助于表达和传达想法,但它也存在局限性。危险之处在于我们最终会把植物当成是动物的较低版本,而这就混淆了重点。
茨夫尔奇科娃说:"当向公众展示植物研究的成果时,植物科学家乐于谈论植物和动物在生活方式上的相似性和差异性。然而,她认为依赖于基于动物的隐喻来描述植物会引起问题。
"你应该避免[这样的隐喻],除非你的兴趣在于争论当你吃胡萝卜时它能否感到疼痛(而这种辩论通常是徒劳的)。
Image copyright Alamy Image caption 我们不知道胡萝卜是否能感觉到疼痛(图片来源:Chris Howes/Wild Places/Alamy)植物能极好的适应它们需要做的事情。它们或许没有神经系统、大脑和那些我们认为与复杂性相关的功能,但它们在其他领域表现优异。
例如,虽然植物没有眼睛,但是像拟南芥这样的植物拥有至少11种类型的受光体,而我们少的可怜,只有四种。这意味着,在某种程度上,它们的视觉比我们更加复杂。植物有不同的优先事项,而它们的感觉系统恰恰反映了这一点。正如查莫维兹在他的书中所指出的:"对植物来说,光不仅仅是一个信号;光也是食物。"
因此,虽然植物面临许多与动物相同的挑战,但它们的感官需要也一样是由它们的特点决定的。"植物扎根在土地里,它们不能移动的事实意味着实际上它们必须比你我更加了解自己所处的环境,"查莫维兹说。
要充分认识植物感知世界的方式,重要的一点是科学家和公众要懂得欣赏植物本身。
"研究植物感知的危险在于,如果我们不断地将植物与动物进行比较,我们可能会错失植物的价值,"哈曼特说。
Image copyright Alamy Image caption 植物可能看起来一动不动,而且一声不发,但实际并不如此(图片来源:Cosmo Condina/Alamy)"我希望植物被更多的人认为是惊人的、有趣的、有异国风情的生物,"茨夫尔奇科娃表示同意,"而不是作为人类营养和生物燃料的来源而已。这种态度将让每个人受益。遗传学、电生理学和转座子的发现只是从植物研究开始而出现的研究领域的几个例子,它们都被证明对于生物学整体产生了革命性影响。
相反,认识到我们与植物的共同点可能是一个机会,它让我们接受这样一种观点:我们比想象中更像植物,正如植物比我们通常默认的更像动物。
"也许我们比想象中的自己更机械化,"查莫维兹作出结论。对他来说,这种相似性应该提醒我们,植物具有惊人的复杂性,以及拥有地球上所有生命的共性。
"然后我们就可以开始欣赏生物学的统一性了。"