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植物並不是你想像的那樣,它們可以看到東西,有嗅覺、味覺、觸覺,也許還有聽覺

植物的感覺

植物並不像你所想的那麼愚蠢。事實上,科學家現在正逐漸意識到植物是複雜的生物體一一它們可以看到東西,有嗅 覺、味覺、觸覺,也許還有聽覺。

愛丁堡大學細胞和分子生物學研究所的安東尼?特裡瓦維斯教授說:「植物並不像人們想的那麼蠢。實際上,它們的 智力在某些方面還超過了人類。在發芽的過程中,即便是微小的種子也能感覺到20種不同的因素,比如一年中的時間和光 照的位置等,種子利用這些因素來確定發芽的正確時間。」

受傷時會「說話」

日本科學家經過多年研究發現,植物受到傷害時會釋放出特殊的化學物質,以向周圍的同伴發出警告,促使其他植物采 取防禦措施。

科學家們還發現,植物在被害蟲啃咬與被剪刀修剪時發出的警告資訊卻有所不同,而且收到警告資訊的其他植物也會 「見機行事」。

被啃咬的利馬豆會向空氣中釋放出特殊化學物質,激活鄰近利 馬豆的某些基因,促使它們產生令葉蟎厭惡的氣味。如果用剪刀修剪利馬豆葉片,那麼受傷的利馬豆會釋放出揮發性物質, 有利於給自身傷口消毒,促使傷口儘快癒合,但鄰近利馬豆對這些物質卻無動於衷。

觸覺

植物是適應自然環境的能手。最著名的食肉植物捕蠅草在進化過程中具備了觸覺,所以當昆蟲掠過它的「觸鬚」時, 它的「下巴」就會合上,不幸的昆蟲就成了甕中之鱉。達爾文是最早指出這種行為是模仿了動物的神經系統反應的學者之

按照達爾文的提示,倫敦大學學院的醫學生理學家約翰?伯登?桑德森給捕蠅草綁上電極,他發現,當捕蠅草的觸鬚被 碰到時,便會產生類似動物神經衝動的電脈衝。然而兩者的反應速度卻大不相同,動物神經衝動的傳播速度為每秒100米, 而植物體內電脈衝的傳播速度僅為每秒3厘米。

給人印象最深的「快速」反應的例子也許就是生長在婆羅洲雨林中的含羞草,這種草在當地被稱為「癢癢草」。如果 你碰了這種草的葉子,它就會在幾秒鐘之內縮作一團。

20世紀60年代美國一些大學的實驗表明,導致含羞草這種行為的原因是鈣迅速流進了它的細胞。有17個不同科的大約 一千多種植物是有觸覺的。它們的這種反應能力十有八九是從細菌一一即所有植物的祖先那裡繼承來的。細菌可以通過 產生微弱的電信號對剌激作出反應。

植物對觸摸作出反應是因為它們認為正在遭受風的打擊。在北卡羅來納州韋克福雷斯特大學進行的研究中,生物學家 莫迪凱?賈菲教授發現,每天只要對植物的莖進行幾秒鐘的撫摸和敲擊就足以使植物枝乾的密度加強。植物「覺得」它必 須提高強度來防止風的破壞。在植物被觸摸不到30分鐘後,植物的基因便生成使其體內鈣含量提高的蛋白質。鈣的增加相 應地又導致一種名為鈣蛋白的物質的增多,該物質可以使植物更為堅固。

菜農們會從此項發現中受益,因為科學家認為,在將溫室中的幼苗移種至露天之前,菜農應該對秧苗進行敲打。

日本人在移種甜菜之前,會去除掉甜菜中的水分並用掃帚拍打它們,以使其變得更加堅實。美國斯坦福大學的珍妮 特?布拉姆和羅納德?戴維斯也已經證明,向植物噴水可以使其少生長1/3之多,因為植物感到它們被不斷觸摸,就會把更 多的能量用於強化莖乾。

然而,能使莖乾變得堅固的植物對一心增加產量的農民來說並沒有什麼用處。每天將玉米桿搖晃30秒來模仿風動,這 樣種出的玉米的產量比吹不到風的玉米低40%。所以農民最好在無風的溫室中種植莊稼。

視覺

植物還有看的本事。它們也許沒有眼睛,但是格拉斯哥大學的分子生物學家加雷思?詹金斯通過實驗證明,植物有覺 察光的蛋白質。植物組織內含有名為crytochrome和phytochrome的光敏色素蛋白質,它們可以「分辨,,光的強弱。這#能 力很可能使植物可以看到我們視力所看不到的波長,並具有較高的靈敏度。

植物能感覺光照射過來的方向,光的方向使植物知道早上什麼時候該「醒來」,同樣也能促使植物額外分泌櫟精和堪 非醇這兩種無色色素,這兩種色素能濾出強烈的陽光,並發揮「遮光劑」的作用來保護植物免受強烈的紫外線B的照射。

美國農業部的植物生理學家邁克爾?卡斯珀鮑爾花了三十多年的時間研究植物是如何感知光的。他的研究正在給植 物的生長方式帶來一場不知不覺的革命。

幾十年來,農民在不透水的黑色塑料大棚裡種植莊稼,目的是留住水分,為幼小植物的根部保暖和阻止雜草生長。

但是,卡斯珀鮑爾發現,在植物生長的過程中,光照的波長與強度同樣重要。改變塑料薄膜的顏色竟然可以提高植物的 品質和數量,甚至可以改善植物的風味和對蟲害的抵抗力。

這是因為對顏色敏感的光敏色素蛋白質phytochrome可以識別某些波長的光的強度,特別是紅光和「遠紅外」波長范 圍內。儘管「遠紅外」光對光合作用沒有幫助,但是它卻能使植物感覺到從其他植物葉片上反射來的光。於是植物就會認 為自己受到了包圍,處境危險,其他植物要「偷走」生死攸關的陽光。它開始爭奪陽光,把原來用於根部生長的能量轉用於 增加高度和果實上面,從而改善了散布用於繁殖下一代種子的機會。

卡斯珀鮑爾和他的同事丹尼斯?戴科托在野外試驗中使用了不同顏色的塑料薄膜。用紅色薄膜覆蓋的植物能「感 覺」到「遠紅外」光的增加,並且比用黑色薄膜覆蓋的植物長得快。改用紅色薄膜使產量增加了20%至50%。

以前把研究重點放在番茄上的科學家現在也在研究塊根植物,卡斯珀鮑爾推斷,這些植物將從種植方法的變化中受 益。在深入試驗之後,他得出結論:使用橙色塑料大棚中種出的蕪菁要比在黑色或透明塑料大棚中種出的體積大。

薄膜的顏色不僅影響蕪菁的體積。在了解到卡斯珀鮑爾的研究之後,喬治亞農業實驗站的羅伯特?威爾金森開始研究 不同類型的彩色薄膜對含蠟質的光滑植物葉面的作用,這樣的葉子含有酒精、脂肪和碳水化合物,有保護植株免受害蟲和 化學物質侵害的作用。威爾金森說:「讓我們驚喜的是,反射光的微小差異會大大改變葉子表面蠟質的性質。」黑色薄膜 降低蠟的含量,但卻能促進其他抗害防蟲細胞的生長。

看的能力對於植物相當重要,以至於有色薄膜甚至能夠影響果實的風味。卡斯珀鮑爾與同事發現,利用有色薄膜種出 的植物吃起來口味確實與眾不同。肯塔基州立大學的喬治?安東尼厄斯對利用藍色、白色和綠色薄膜種出的蕪菁進行了 一系列蒙上眼睛的品嚐試驗。25名試驗者中除了一位外,其他人都說用藍色薄膜種出的蕪菁口味很「剌激」,用白色薄膜 種出的蕪菁味淡,而綠色薄膜則使蕪菁口味「柔和」,「幾乎有一種甜味」。

聽覺?嗔覺

植物有觸覺,也看得見。它們還能聽見聲音呢。莫迪凱?賈菲教授通過向矮豆植株不斷播放70至80分貝一一比普通的 人聲略高的「顫音」,使這種植物的生長速度加快了一倍。種子的發芽率也能通過同樣的方法大大加快,其中蘿蔔種子的 發芽率可以從平均20%增加到80%—90%。

植物還具有十分敏感的嗅覺。荷蘭瓦赫寧恩農業大學的科學家馬塞爾?迪克發現,當植物受到害蟲攻擊時,就能分泌 出一種氣味來提醒其他植物開始產生害蟲討厭的氣味。迪克使用風筒將受攻擊的植物發出的氣味引向健康的植物。健康 的植物在「聞到」或「聽到」警告後便迅速開始釋放特殊氣味。迪克還發現,當利馬豆受到紅葉蟎的攻擊時,它便釋放出 一組化學物質,其中包括甲水楊酯,它可以吸引食肉蟎趕來吃掉紅葉蟎。

植物從還是種子時就具有出色的嗅覺。即便是埋在土裡的最微小的種子也能聞到煙霧裡能促進其發芽的化合物。這 可能是大自然用來保證生命在森林大火中得以延續的途徑。在南非納塔爾大學和柯爾絲滕博施國家植物園工作的英國科 學家發現,如果把植物種子浸泡在水中,而水裡又充滿了煙霧中的化合物的話,那麼有許多種子在完全黑暗的環境中也能發

芽。

大樹也有嗅覺。好幾位科學家已經證實,如果一棵樹被害蟲侵害,鄰近樹所受的侵害就會輕一些。他們認為,第一棵樹 會「提醒」它的鄰居通過釋放害蟲討厭的氣味來採取保護措施。

一些玉米、棉花和番茄植株具有不同的自衛辦法。它們甚至可以發出獨特的信號引來害蟲的天敵。在喬治亞的實地 試驗中,科學家發現黃蜂可以接收遭受煙青蟲攻擊的植物發出的信號,黃蜂是很喜歡吃煙青蟲的。黃蜂徑直飛向這些植物, 而不理會那些正被其他害蟲嚙食的植物。

番茄和其他漿果植物在鄰近植物受到襲擊時,都特別擅長髮揮「聞」的本領。植株在感到它身處險境時,便把更多的 能量用於促進果實生長,以保證果實能夠存活下來。冬青上繁茂的漿果和路邊灌木叢中的黑莓都是植物對汙染和壓力作出 反應的結果。菜農知道植物會對剌激作出這樣的反應已經有幾十年了,而他們通過擊打或踐踏番茄植株來增加產量也是出 了名的。

菜農還知道可以利用植物的各種感覺對付他們不歡迎的植物。專家建議的噴灑除草劑的最佳時間是夏末,要恰好趕在 氣象變冷之前。雜草會在日間吸收除草劑,而當植物感到氣溫下降時,它就會將農藥以及為寒冬儲備的養料一起吸到根 部。這樣,除草劑就會將草根殺死,而雜草就沒有機會在來年重生了。

味覺

「品嚐」營養物質的能力對於大部分植物都是至關重要的。赫特福德郡耕地研究學會的科學家已經發現,植物體內有 一種特殊的基因,可以使它們的根部品嚐土壤,並向營養物質和銨鹽一一植物需要這種物質來固氮一一最豐富的地方移

動。

品嚐的能力也有助於防禦。美國農業部的詹姆士?圖姆林森進行的研究表明,當甜菜夜蛾毛蟲開始蠶食玉米、

甜菜和 棉花葉時,植物能「嘗」出幼蟲唾液中名叫Volicitin的物質。

接著植物便立即開始製造「香水」 一一即名為吲哚和萜烯的揮發性化合物,這些物質飄散在空氣裡並引來寡毛土蜂。 寄生的寡毛土蜂在甜菜夜蛾毛蟲體內產卵,當幼蜂孵化時,就會把甜菜夜蛾毛蟲活活吃掉。

所以,當植物嘗到甜菜夜蛾毛蟲的唾液時,它已經遭到了攻擊,但是它確信自己能狠狠地報復一下。

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