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《植物知道生命的答案》
铛铛铃2025-09-14【科普】1人已围观
简介
今天为您解读的书是《植物知道生命的答案》。
植物作为地球上的重要成员，常常是默默无闻的。我们会顾及动物的感受，却很少关心植物的心情。那么，植物会和动物一样，看得见、听得到吗？它们有感觉吗？可以相互交流吗？今天为您解读的这本《植物知道生命的答案》，就能够回答这些问题。
这本书由世界科普杂志第一品牌《科学美国人》出品，曾在2012年被亚马逊评为十佳科学图书。它的作者丹尼尔·查莫维兹是一位遗传学博士，在他之前，家中已经出了六位医学博士。丹尼尔想跟家里人不一样，于是就去研究植物了。
丹尼尔本来是在研究植物如何用光来调节发育，但他在研究中发现了一组基因，这组独特的基因能够帮助植物判断周围环境的明暗程度。恰巧这样一组基因，在人类的DNA中也找到了用处，也是调节对光的反应。这个研究让丹尼尔对植物和人类感官的相似性产生了兴趣，由此也有了这样一本书。
那么接下来我们就沿着这本书的脉络，说说植物究竟拥有哪些和人类相似的感官。
首先我们来看看植物到底有没有视觉呢？许多科学家对此做了大量研究，其中不得不说的是查尔斯·达尔文，就是那个研究进化论的达尔文。
达尔文在剑桥大学毕业后，参加了环绕世界的科学考察航行。他为了在船上养鸟，就在船舱里种植了一种叫草芦的草。19世纪的船舱，你可以想象一下，设施简陋，内部比较昏暗，光只能够从窗子那边透过来。然后达尔文就发现，草芦的幼苗一直在向着光的方向生长，这其实就是植物的一种特性，叫做向光性。
达尔文和他的儿子弗朗西斯想知道光是如何影响植物生长的，于是设计了一个简单的实验。他们是这样操作的：父子俩准备了五株幼苗，都放置在完全黑暗的环境里，让它们先生长几天，然后在距离幼苗不远处点了一盏小煤油灯。他们对这五株幼苗分别做了不同的处理，有的自然生长，有的给戴顶遮阳帽，有的戴顶透明的帽子，还有的脑袋露出来，但是穿了件小衣服。结果发现，但凡能够感受到光的苗，全都向光弯曲了。
达尔文父子就此确认，向光性是光照射到植物苗梢的结果。试想一下，当人类的眼睛见到光，大脑就接受到相应的刺激，处理完信息后，我们还会对这个信息作出反应。植物也是这样，苗梢见到光后也进行了信息的传递，信息传递到植物的中部，使它向着光的方向生长。所以说植物是能够看到光的。
在此之后，又有科学家发现，有些植物只在昼短夜长的秋冬时节开花，属于短日照植物，比如菊花；还有些植物则完全相反，在昼长夜短的春夏季节开花，属于长日照植物，比如油菜花、凤仙花。这个现象被称为光周期现象。
为什么会有光周期现象？植物是在计算光照的时间吗？植物学家发现，灯光可以影响植物的开花。比如说一个短日照植物在冬天准备开花了，但人们只要在半夜迅速点亮灯光，再关掉它就不开花了。而长日照植物则完全相反，在冬天这样白天很短的情况下，半夜稍微给它几分钟的光也能开出花来。
对此，科学家给出的解释是，植物计算的不是白昼的长度，而是连续的黑暗时间的长度。这个发现对于种植业特别重要。美国流行母亲节送菊花，但是母亲节都在春天，而菊花又属于短日照植物，在秋冬时节盛开。那么在菊花准备盛开的时候，花农可以在半夜点亮几分钟的灯光，让菊花误以为夜间很短，秋天还没到，这样就能延迟菊花的开放时间。
但是，什么颜色的光都可以影响到植物的开花吗？科学家们发现，不管他们用什么植物做实验，蓝色、绿色等等的闪光，都不会影响到植物的开花时间，但红色的闪光却可以。只有红色的光，让植物觉得天亮了。于是我们可以进一步确定，植物能够区分颜色。
更有趣的是，在20世纪50年代早期，科学家们又发现一种远红光，它的作用与红光完全相反。这种远红光经常出现在太阳落山的时候，也就是自然界中的植物在天黑前能看到的最后一道光。远红光的出现代表着进入黑夜，等到红光再次出现，说明天亮了。自然界中的植物，就是一直按照这个规律调节自身的生长。
听到这里，你可能已经觉得，植物拥有视觉是一件很神奇的事情。别急，因为除了视觉，植物拥有嗅觉这件事会让你觉得更有趣。接下来就说说植物的嗅觉。
先说个生活小窍门，如果买到了比较生涩的水果，想让它迅速成熟，可以在装水果的袋子里放一个熟透的水果，香蕉、苹果之类的都行，其他青涩的果子就会很快成熟。这是因为熟透的水果释放出了乙烯，乙烯对水果有催熟的作用。你有没有想过，乙烯作为一种气体，是如何被植物感受到的呢？书中给的答案是，依靠植物的嗅觉。
1983年，有科学家宣称树木之间可以互相提醒，发出虫害警报。当时的世界主流媒体都在宣称树木会说话，并且受到大众追捧和认可。可树木怎么会开口说话呢？后来经过科学家的验证，叶片在受到细菌侵害时，会释放出一种叫做水杨酸甲酯的气体，是水杨酸的挥发形态。而当叶片受到虫害时，会释放另一种叫做茉莉酸甲酯的气体。无论是这棵树上未感染的叶片，还是生长在周围的其他树木，它们一旦闻到了这些气味，就会增强自身相应的抵抗力，免受灾害。
这么说来，植物的嗅觉是很灵敏的。植物对气味还会有不同的喜好。有一种叫做菟丝子的植物，它本身没有叶片，所以就不能通过光合作用来吸收太阳的能量，但是它们可以寄生到邻近的植物身上，窃取营养。神奇的是，如果让菟丝子从一丛小麦和一株番茄中做选择，它们会十分坚定地向着番茄生长。由此可以推断，菟丝子喜欢番茄这个口味，而且它能够依靠嗅觉来辨认位置，找到自己喜欢的食物来源。
植物既能看到光，又能闻到气味，那它是否能感受到触碰呢？想要知道植物是否会对碰触做出反应，最典型的案例就是捕蝇草。
捕蝇草和其他植物最大的区别在于，它不止依靠光合作用来汲取养分，还会通过捕捉昆虫或其他小动物，获取它们身上的动物蛋白来补充营养。捕蝇草叶长的边缘长着毛刺，像长长的睫毛。正常情况下，叶片是打开的，叶片内侧有几根巨大的黑毛。一旦黑毛被猎物触碰，它就会以惊人的速度闭合，交叉的毛刺形成了一个牢笼，让猎物插翅难逃。
有意思的是，猎物至少要触碰到两根黑毛，而且时间间隔大约在20秒之内，捕蝇草才会闭合。这其实是捕蝇草为了确认停留在叶片上的猎物，它的个头是否适合食用，因此它的触发器可以说是既灵敏又挑剔。
事实上，触觉对于植物的生存非常重要。因为通常植物扎根之后很难迁移，大部分都处于风餐露宿的状态，这同时也就代表着它们暴露在多重威胁之下，风、雨、雪或者其他生物都会对植物进行碰触。植物无法逃避，也没有办法改善生存环境，所以只能通过感受周围的环境状态，调节自身发育节奏、改变新陈代谢，去适应环境。
例如拟南芥，一种十字花科植物，相当于植物界的实验室小白鼠。如果每天被多触碰几次，就会比那些没有被触碰的同类长得粗矮，甚至还会延迟开花时间。这就是它针对环境做出的调整。
说完植物的触觉，接下来说说植物的听觉。
在一些影视作品中，有时会出现这样的画面，在优美的歌声中，万物开始复苏，就好像植物受到了音乐的影响，茁壮成长了起来。现实中也有很多人认为，音乐会对植物的生长产生影响，其中就包括达尔文。
达尔文除了热爱生物学以外，还是一位狂热的大管爱好者，所以他就试图将这两种爱好结合到一起。他想要测试大管演奏出的音乐能否影响植物的生长，于是亲自用大管为含羞草演奏音乐，结果含羞草无动于衷，叶子也没有合拢。达尔文自己也承认这是一项愚蠢的实验。
在此之后，很少有人去研究植物的听力。在2000年，科学家得到了拟南芥基因组的完整序列，人们从中发现了很多与人类残疾相关的基因，其中有很多都是与听力缺陷有关的基因。所以基本上我们可以认为植物是聋子。
丹尼尔还在书中分析到，人类和其他动物从听觉中获取了演化优势，我们很多时候都依靠听力来判断潜在的危险，比如避让行驶的车辆。但植物是固定着的，它们无法逃跑，也不能躲避，所以听觉对植物而言是毫无意义的。
其实对人类而言，能够拥有听力是依靠耳朵这个器官，但耳朵的作用却不止于此。在我们内耳附近还有一个复杂的结构，这个结构里包含了感觉毛和耳石，它们可以帮助人们感知到重力，分辨上下。其实这才是人类真实的第六感，叫做本体感。
没有耳朵的植物，是否和人类一样拥有本体感呢？那么接下来要讲的就是植物的本体感。
本体感很神奇，它让我们能够感知重力，分辨上下，让我们能够正常的行走。醉汉走路歪歪扭扭，就是因为本体感受到了损伤。本体感对人类而言还有另外一个作用，那就是无论静止还是运动，我们都可以意识到身体各部分之间的相对位置，比如你的手能够迅速找到背后瘙痒的位置。尤其是舞蹈演员，他们总是能够清楚的知道这个动作手要举多高，下一个动作腿又要向前伸多少。
其实植物也是一样的，我们就先来看看植物是如何感知重力的。在1758年，就有一位法国植物学家，把一株幼苗上下倒置的养着，结果发现幼苗拐了个弯儿，仍然向着天空生长。不仅如此，就连泥土中的根部也更换了生长方向，坚持向下生长。
50年后，一名叫做奈特的英国皇家学会会员，做了一个类似的实验。他把幼苗种在水车上，然后让水车高速旋转一天，旋转的水车就像洗衣机一样，形成了一个离心力。结果发现，幼苗的根总是向着离心力的方向生长，而茎则相反。这个实验证明了，植物的根茎不仅仅对天然重力作出反应，也会受到模拟重力的影响。只不过这个实验还是无法解释植物是如何感知重力的。
等到了19世纪末，又是达尔文父子，做出了这个领域的权威性实验，解决了这个问题。达尔文父子准备了蚕豆、豌豆和黄瓜，然后不同程度的切掉了它们的根尖，观测它们的成长。他们发现，即使只切掉0.5mm的根尖，植物的根部都无法找到方向，除非等根尖再长出来。这个实验说明是根尖感知到了重力，指导植物的生长方向。
另外特别有意思的是，当达尔文把蚕豆幼苗固定住，等待90分钟后再毁掉根茎，植物仍然知道如何生长。也就是说，在之前的90分钟里，根尖已经完成了发现生长方向的任务，蚕豆内部已经将重力方向的信息传递完整了。
植物不仅能够依靠根尖来感知重力，它还清楚的知道自己要怎么生长，生长到哪里。如今我们要研究植物的生长，可以用延时摄影技术。不过达尔文硬是在没有这项技术的时代里，观测到了植物的生长。其实这多亏了他的失眠症，因为失眠，他就有时间做一些看起来很费劲、别人不会尝试的实验。他挂了一块玻璃板在植物上面，每隔几分钟，就在玻璃板上标记这株植物的位置，连续几天，最终在玻璃板上获得了这株植物生长的轨迹。他就用这样的方法，画出了300多种植物的生长轨迹。
最终他发现，所有植物都在做着一种重复性的螺旋状摇摆运动，就是苗梢的部分一直在画着圆或椭圆，而且还在不断的螺旋上升。他把这种运动命名为回旋转头运动。这种回旋转头运动，让每一株植物看起来都像是一位舞蹈演员，它在每个方向上生长的位置都是恰到好处的。换句话讲，这样的重复性运动，证明了植物其实非常清楚自己生长了多少，下一个生长方向是哪里。
在达尔文看来，植物自身有一种驱动力，促使它们完成这种回旋转头运动。不过这回达尔文有了对手，在80年后，有人提出了不同的看法，认为植物进行生长运动是受到了重力的影响，而非来源于植物自身。
那么，植物的回旋转头运动到底是源自植物自身的驱动力，还是植物感知到重力后再做出的判断呢？这个争论一直没有结果，直到国际空间站开始运营，人类能够进入太空，在失重环境中进行实验，这个问题才终于有了答案。
2007年，科学家在空间站种植了拟南芥，结果发现在近乎失重的条件下，拟南芥植物仍然展现出了螺旋状的运动。这也证实了达尔文的猜想，植物一方面可以依靠根尖来感知重力，另一方面又总是清楚地知道自己要生长到哪里。因此我们可以确定植物是拥有本体感的。
最后我们来说说植物的记忆。人类的记忆有很多形式，包括短时记忆、长时记忆、感官记忆、肌肉记忆等等。所有形式的记忆的共同之处在于，都包括形成、保存和提取这三个步骤。
对植物而言，它们也存在记忆。比如捕蝇草，在第一根黑毛被碰触后的20秒内，如果没有第二根毛被碰触，那么它就不会关闭叶片。这20秒就是捕蝇草的短时记忆。
还有类似冬小麦这样的植物，在秋天被农民种进土壤，如果经历了寒冷的严冬，就会在春天发芽。在很久之前，如果冬小麦经历了一个暖冬，就不会开花结果，人们就会面临饥荒。直到后来，苏联的科学家李森科发现，只要把冬小麦种子放进制冷器里，就能保证第2年的收成，并把这个过程取名为春化。这其实就是给植物增加了一段记忆，让冬小麦记住自己经历了一个寒冷的冬天。
植物的记忆甚至还可以遗传。当植物受到紫外线或者病原体入侵这一类的胁迫，会产生新的DNA组合，它的后代也将产生这些新组合，即使它们本身没有被胁迫的经历，但是它们的DNA确实改变了。换个方式解释，一株植物产生了对胁迫的记忆，保存了这样的记忆，然后提取出来，传给了子孙后代。这听起来是不是十分类似于人类的记忆形成、保存、提取的三步骤呢？
原来一直默默地生活在我们身边的植物，竟然和我们有着如此类似的生理特征。作者说，也许如果不是远古时代发生了一些不可预料的事情，可能在墙上攀爬着的就会是人类自己。不过在这本书的最后，丹尼尔反复强调，植物是无脑的，即便它们能够看见、嗅到、有触觉还有记忆，但是不会感到痛苦，所以植物与人类的感觉、体验仍然有质的区别。
听完今天这本书，如果你再遇见了一棵植物，不妨花些时间思考一下，它究竟看见过什么、闻到过什么。每一棵你深情凝视的植物，也都在回望着你。
好，《植物知道生命的答案》这本书就为你解读到这里。听书笔记在音频下方，我们明天再见。
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