植物学家称植物有嗅觉 会思考懂社交

　　

植物如何感知？这是一本引人入胜的新书最核心的问题，这本书名为《一株植物所知道的》，作者丹尼尔是特拉维夫大学吗哪植物科学中心的总监。他认为，一株植物可以看到、闻到和感觉到。当受到围攻的时候，它会建立防卫，并警告它的邻居路上有麻烦。甚至可以说，植物拥有记忆。但是这是否可以说植物会思考——或者说某人可以谈论花卉的“神经系统科学”？丹尼尔回答了来自《心智问题》编辑加雷斯·库克的问题。

1、你第一次是如何对这个课题感兴趣的？

我对植物和人类意识对比的兴趣，肇始于1990年代中期，当时我在耶鲁大学邓兴旺实验室，作为一名年轻的博士后研究生。我的兴趣在于研究一种生物学过程，而它是植物所特有的，与人体生物学无关（很可能是作为一种对我家庭中的其它六位“博士”的回应 ，他们全都是医生）。因此我被驱使着去研究植物是如何感知光，以控制它们的生长。

有一件事人们已经知道了数十年，植物对光的利用不仅在于光合作用，而且把它作为一个改变植物生长方式的信号。在我的研究中，我发现了一种植物必需的独特的基因组，它决定植物是在阳光下，还是在阴暗里。当我们报告了我们的发现，看起来这些基因是植物王国所独有的，这很好的满足我的愿望，避免了任何和人体生物学有关的东西。但是非常令我惊讶，而且让我大失所望，后来我发现相似的基因组同样是人体DNA的一部分。

这就导致了一个显而易见的课题，及这些似乎是“植物特有”的基因在人体中做什么？很多年后，如今我们知道这些相似基因在动物中非常重要，它作用于细胞分裂的时间选择，神经轴突生长，以及免疫系统功能正常。

但是最令人惊讶的，这些基因同样控制动物们对光的反应。尽管我们像植物一样，不会改变对光的反应的形式，但是我们受到体内的时钟水平的影响。我们内部的生物钟让我们保持一个24小时的生活节奏，这就是为什么当我们绕着地球飞了一半的时候，我们会有时差反应。但是这个钟可以被光重置。数年前，我在纽约大学和贾斯汀.布劳合作，展示了突变的果蝇因为缺少这些基因而失去了感知光的能力。换句话说，如果我们改变它们的生物钟，它们依然会保持时差反应。

2、人们对于植物的想法应该改变，对此你怎么看？

人们应该意识到植物是复杂的生命体，它们是丰富的、有感知的生命。你知道，我们中的很多人把植物当作是无生命的对象，跟石头没有多少区别。甚至许多人用丝绸花替代真花，或者用人工的圣诞树当作活的，这些事实就是我们对待植物的典型的方式。我知道不会有任何人用玩具狗来取代真的狗。

但是，如果我们意识到，所有植物生物学都归结于 “根” 对植物的进化约束，“根”使植物无法移动，这时我们可以开始领悟一直蕴含于叶子和花中的极其复杂的生物学。根是一种巨大的进化约束。它意味着植物不能摆脱恶劣的环境，不能因为寻找食物或者配偶而移动。因此植物必须发展了非常灵敏的、复杂的感知机能，以使它们在瞬息万变的环境中生存下去。我的意思是，如果你感到饥饿或者口渴，你可以走到最近的酒吧。如果你热了，你可以向北移动，如果你正在寻找伴侣，你可以出去参加聚会。但是植物是不能动的。它们需要看到它们的食物在那里。它们需要感觉天气，而且它们需要嗅到危险。然后它们需要能够综合所有这些动态的、变化的信息。我们没有看到植物移动，但这并不意味着在植物体中没有一个丰富的、动态的世界。

3.你说植物拥有嗅觉？

当然。但是为了回答这个问题，我们必须为我们自己定义什么是“嗅觉”。当我们闻东西的时候，我们感觉到一种混合在空气中的挥发性化学物质，然后以某种方式对这种气味作出反应。在植物界，最明显的例证，就是在水果成熟期间所发生的事情。你也许听说过，如果你把一个成熟的水果和一个不成熟的水果放在同一个袋子里，那个不成熟的水果会熟的更快。之所以发生这种事，是因为成熟的水果向空气中释放一种催熟信息素，未成熟的水果闻到它，然后开始自我催熟。这不仅仅发生在我们的厨房里，而是甚至主要是发生在大自然中。当一个水果开始成熟，它释放一种被称为乙烯的激素，这种激素被邻近的水果感觉到，直到整棵树和整个果园以基本同步的方式成熟。

植物利用嗅觉的另一个例子是，一种名为菟丝子的寄生植物如何找到食物。菟丝子不能进行光合作用，所以只能依靠其他植物生存。它寻找寄主的方法就是依靠嗅觉。一株菟丝子可以检测由邻近的植物释放在空气中的微量的化学物质，并且将挑选感觉最合口味的。在一次典型的试验中，科学家向我们展示，菟丝子喜欢番茄胜过小麦，因为它更喜欢番茄的味道。

4、那么听觉呢？

这稍微有些棘手，因为大量的研究支持这样的观点，即植物拥有视觉、嗅觉、味觉和触觉，但是对于植物听觉能力的支持，则间接的来自于一些道听途说的轶闻，比如音乐可以影响植物的生长。我们中很多人听到过这样的故事，植物在播放古典乐的房间里生长茂盛。然而，说得委婉些，很多关于音乐和植物的研究，都不是由植根于科学方法的研究员实施的。不用惊讶，在大多数试验中，正如试验者乐于见到的，植物在音乐中生机勃勃。

按照一种进化的观点，也许植物真的不需要听觉。听觉给人类和其他动物建立的进化优势是作为一种方法，让我们的身体提醒我们潜在的危险状况。我们早期的人类祖先，可以听到危险的肉食动物迫近他们时穿越森林的声音，正如我们今天可以听到疾驰而来的汽车的马达声。听觉还使个人之间、动物之间能够快速的交流。大象可以在轰鸣的环境中和长途跋涉的旅行中，通过发出次声波找到数英里之外的同伴。丢失在大洋里的海豚幼崽，可以发出悲伤的啾啾声，让海豚妈妈找到它。这些情形的共同点，就是声音可以使信息的交流和响应更快速，它经常被用到——从火灾中逃生，躲避袭击，找到家庭。

但是植物是生根的、固定的生物体。它们可以向太阳生长，向大地俯身，但是它们不能逃跑。它们不能逃离。它们不能随季节迁移。如上所说，我们在我们的世界中使用的声音信号，对植物来说是无关的。

尽管如此，我必须就我所听到的来指出，一些最近的研究显示，植物也许可以对声音作出回应。不是对音乐，那对一株植物来说是不相关的，而是对某种振动。拭目以待，这会非常有趣。

4、植物之间相互交流吗？

就基本层面来说，是的。但是我猜想它关乎于你是如何定义交流的。毫无疑问，植物对来自其它植物的提醒作出回应。比如，如果一棵枫树收到臭虫的攻击，它会向空气中释放一种信息素，使邻近的枫树检测到。这使得收到信息素的枫树开始产生化学物质，帮助它竭力避免即将发生的臭虫攻击。因此从表面判断，这是毫无疑问的交流。

但是我认为我们依然必须问到动机的问题（我们在描述植物的时候是否可以使用这个词，请迁就我一下）。是否树们之间的交流，意味着受攻击的树提醒它周围的树？或者它可以做的更巧妙吗？也许另一个说法更有意义，即受到攻击的树枝，正在和同一棵树上其它的树枝交流，以做出自救的努力，而此时那些邻近的树，恰好窃取到这种信号并从中获益。

关于这种类型的交流，还有其他的例证。比如，一项最近的研究显示，植物之间的交流，还可以通过在根与根之间传递信号。在这种情况下，“讲话”的植物已经受到了干旱的威胁，而它“告诉”邻居做好准备以应对缺水。我们知道这种信号通过根传递，是因为这从来没有发生在两个相邻的罐养的植物之间。它们必须拥有相邻的根。

5、植物拥有记忆吗？

很确定的，植物拥有多种不同形式的记忆，和人一样。它们拥有短期记忆、免疫记忆甚至隔代记忆！我知道，对于有些人来说这是一种难以理解的观念，但是如果记忆承担的功能包括形成记忆（编码信息），保留记忆（存储信息），唤醒记忆（取回信息），那么植物的确记得住。比如，捕蝇草为了闭合，需要其叶子上的感觉毛有两根被昆虫触碰到，所以它得记住第一根感觉毛已经被触碰了。但是这个过程只持续约20秒，然后它忘记了。小麦的幼苗在开始成长孕育果实之前，要记得它们已经度过了冬天。一些承受恶劣条件的植物遗传给子孙的，是对同样恶劣条件的更强的抵抗力。最近的研究显示，一种类型的跨代记忆同样存在于动物中。存在于捕蝇草中的短期记忆是基于电流的，很像神经活动，而长期记忆是基于实验胚胎学——基因活性的改变，不需要DNA编码的改变，依然可以从父辈传给下一代。

6、那么，你会说植物“思考”吗？

不，我不会，这只是我自己的想法。对我来说，想法和信息处理是两个不同的概念。既然这真的已经接近哲学，因此在这里我必须慎重一些，但是我认为决心明确的想法需要一颗高度发达的脑袋和自知意识，或者至少是认知意识（自知意识：我们想到自己记住了某物时头脑中产生的这种意识状态是自知意识，它是回忆的，并具有具体情节）。在我的理解中，植物展示的失知意识的元素中不包括思考的能力（失知意识：语义性和非回忆性的）。即便从一株植物因为没有大脑而感觉不到疼痛，我就不认为它会思考。

7、在植物的行为和人类大脑的行为之间，你看到任何相似之处吗？可以建立不包括神经元的植物神经系统科学吗？

首先，尽管冒着被最亲近的朋友嘲笑的风险吗，我认为植物神经生物学作为学术术语是可笑之极的，就好像我们说人体花卉生物学。植物没有神经，正如人类不长鲜花。

但是，你无需为了细胞之间的通讯以及信息的存储和处理而拥有神经细胞。即便在动物中，也不是所有的信息都由大脑处理或存储。大脑在复杂动物的高阶处理过程中占主导地位，而不是在简单动物中。植物的不同部分通过细胞、生理和环境状态相互沟通。比如，根的生长依赖于一种荷尔蒙激素信号，它由嫩枝的顶端产生并传输到正在生长的根。叶子传送信号至嫩芽的顶端，告诉它们开始形成花朵。诸如此类，如果你真的想做一些类比，植物整体就类似于大脑。尽管植物没有神经细胞，但是植物产生刺激神经组织的化学物质，并能被其影响。比如，谷氨酸受体是一种人类大脑必须的神经受体，它用于记忆的形成和学习。虽然植物没有神经细胞，但它们的确拥有谷氨酸受体，而且让人匪夷所思的是，抑制人体谷氨酸受体的药物，对植物同样有效。通过研究植物体中的这些蛋白质，科学家们已经知道谷氨酸受体如何在细胞的通讯中起到媒介的作用。因此，也许这个问题应该和神经生物学家讨论，是否可以建立一门人体植物学，不包括花儿。

达尔文，伟大的植物研究者之一，提出了如今名为“根大脑”的假说。达尔文提出，根的顶端——我们称之为分裂组织的部分，扮演着低等动物大脑的角色，接受感觉输入并指挥行动。一些现代研究团体依然在延续这条研究路线。（来源：路透）