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植物没大脑却有智能?

2018-07-08 01:08

  书桌上、阳台边,很多人都喜欢养点绿色植物,美化生活、纾解压力。多肉植物、香草类植物,颇受人们的欢迎。但你是否曾想过,没有大脑的植物,竟然也拥有“智能”?

  要回答这个问题,首先要界定何为“智能”。不过,有太多人对智能有过定义,所以也就很难界定哪个是最权威的说法。正如美国心理学家罗伯特·斯滕伯格所说:“智能的定义跟试图去定义它的专家一样多。”

  苏格兰爱丁堡大学的植物生理学家安东尼·特里瓦弗斯指出,虽然人类明显比别的动物更睿智,但智能不太可能是一种仅在人身上起源的生物特性。基于这种观念,他将智能看成是诸如躯体性状和呼吸之类的生物性状,是通过自然选择从较早的生物体已经存在的性状演化而来的。

  比如植物和人类共同拥有的疾病基因。2000年底,拟南芥基因组全序列完成测定并公开发表。科学家一边破解拟南芥的DNA序列,一边就发现其基因组含有BRCA基因(与遗传病乳腺癌有关)、CFTR基因(与囊肿性纤维化有关)以及很多与听力缺陷有关的基因。

  这些基因在植物中有何功能呢?以色列特拉维夫大学生命科学学院院长丹尼尔·查莫维茨教授在其著作《植物知道生命的答案》一书中写道:“拟南芥基因组之所以含有BRCA、CFTR和几百个其他的与人类疾病或机能缺陷有关的基因,是因为它们是基本的细胞生理所必需的。拟南芥所含有的人类‘疾病基因’的对应基因如果发生突变,就会引发拟南芥植株的干细胞比正常干细胞分裂更多次,于是整株植物会对辐射高度敏感,这两种表现也都是人类癌症的标志特征。”

  上海辰山植物园工程师、科普作家刘夙在接受《中国科学报》记者采访时指出:“植物有没有智能,要取决于智能如何定义。如果采取一种比较广义的定义的话,那么植物也有一定的智能,比如可以产生某种程度的记忆、可以彼此通信等等。”

  意大利佛罗伦萨大学植物神经生物学国际实验室(LINV)负责人斯特凡诺·曼库索教授提出,不妨宽松地将智能定义为“解决问题的能力”。在他看来,将人类看作唯一拥有智能的生物有失偏颇。在《它们没大脑,但它们有智能——植物智能的认识史》一书中,曼库索写道:“智能是一种生命特有的资产,即使是最卑微的单细胞动物也拥有。每个生命体都必须不断解决生存中面临的问题,与我们每天生活中面对的并无不同。”

  三毛写:“如果有来生,要做一棵树,站成永恒。……从不依靠,从不寻找……”独立向上的姿态,传达了植物在人心目中的形象,成为很多人十分喜欢的句子。但从植物学的角度来看,这未必是事实——植物的生存方式远比我们想象得要复杂,它们拥有“感觉”,甚至能够与同类、动物“沟通”。

  植物没有眼睛,但它却能察觉到光。不同的植物拥有不同的气味,酸甜的番茄、清新的香草、苦涩的苦瓜……除了散发气味吸引动物,植物还拥有嗅觉,能够“闻”到一些气味。催熟水果是人们日常熟悉的一个技巧,把成熟的香蕉或者苹果和坚硬的猕猴桃或者鳄梨放在一起,很快它们也会变得成熟、香甜可口。这背后是因为植物嗅到了成熟果实散发在空气中的乙烯。

  剑桥大学的理查德·盖因在上世纪30年代通过实验证明,成熟苹果周围的空气里含有乙烯。康奈尔大学的博伊斯·汤普逊研究所提出,乙烯是用来使果实成熟的通用植物激素。这保证了一棵植物的果实同时成熟,集中在一起展示,犹如一个为动物准备的水果市场。动物在吃喝完毕之后,完成帮植物传播种子、繁衍生存的任务。

  除了视觉、嗅觉,植物还拥有味觉、触觉。人类用舌头品尝美味,植物的根也会在土壤中寻找自己需要的微量元素,比如硝酸盐、磷酸盐和钾。而诸如捕蝇草、猪笼草等食虫植物之所以存在,也是因为对于氮的需求。食虫植物散发芬芳甜蜜的物质来诱捕猎物,得手后通过制造酶来分解营养物质,并且使叶子吸收,进而代谢掉捕捉到的动物。这之中触觉发挥了重要作用。

  植物与植物之间也要互相沟通。刘夙举例说,很多人喜欢修建草坪时的气味,实际上构成这些气味的挥发物正是草的报警信号,“表明这片叶子已经遭到了外力(在自然界中常常是昆虫)的侵害,因此要通知邻近的草叶赶快合成一些防御性化学物质。这就是植物间通信的一种方式,可以认为是植物智能的一种体现”。

  作为人类社会中最为植物智能雄辩的代表之一曼库索教授坚信人类没有认清植物生命的真相。“如果我们对于自己共享了大部分演化史的植物的智能都不屑一顾,我们怎么能指望自己会认可外星文明?对我们来说,植物智能看起来像外星智能的两点是,它们比我们行动得慢,以及缺乏像我们一样单独的器官。但正是因为植物在形体和基因上与我们非常不同,它们才可能成为研究智能的重要模型。”

  演化生物学家西奥多修斯·多布赞斯基说:“若无演化之光,生物学的一切都无意义。”植物科普作家史军对此也持类似观点。他在采访中告诉《中国科学报》记者:“植物肯定是有感觉和反馈的,但是如果基于这些就说它们有类似人类的智能,就有点言过其实了。”

  他同时提出确实需要用新的视角去看待植物:“植物是自然界的基石,今天地球表层的生命世界都是基于植物在运转。植物是长时间演化的结果,身上满满的都是演化力量的结晶。人类如果只把植物当作食物那就大错特错了。人类应该先承认自己是与植物同等的生命体,才能更好地去理解植物生命,去剖析内部的秘密。”

  刘夙认为,应该以多样性的眼光去看待植物。“植物的多样性直接决定了生态系统的多样性,又进一步决定了动物等其他生物的多样性。人类对植物的最大误解就是出于自己的狭隘经验,低估了植物的丰富多样性,好像所有的树都一样,所有的草都一样。理解植物的多样性,应该是我们今天最重要的态度之一。”