說(shuō)到生物,你腦海中第一反應(yīng)會(huì)浮現(xiàn)出什么?
大象、獅子、螞蟻……
很多時(shí)候,我們可能會(huì)不由自主地忽略另一群重要的“地球鄰居”。雖然植物占地球生物量的80%以上,但長(zhǎng)久以來(lái),它們一直會(huì)被忽略和低估。這種現(xiàn)象被科學(xué)家稱為“植物失明”(plant blindness),這是一種認(rèn)知偏差,我們的大腦真的會(huì)區(qū)分出視野中的植物,并低估它們的重要性。
植物不會(huì)移動(dòng),不會(huì)發(fā)聲,但它們是非常復(fù)雜的生物。它們總能很好地適應(yīng)周圍的變化。隨著科學(xué)的發(fā)展,人們不禁好奇,植物是否也有知覺,它們是否也能像動(dòng)物一樣認(rèn)知這個(gè)世界。
對(duì)植物認(rèn)知的科學(xué)研究最早可以追溯到查爾斯·達(dá)爾文,他曾拿植物的根與動(dòng)物的大腦相比較。從那以后,世界各地的學(xué)者都從達(dá)爾文那里汲取了靈感。從上世紀(jì)70年代富有爭(zhēng)議的圖書《植物的特異功能》(The Secret Life of Plants),到21世紀(jì)出版的《植物知道生命的答案》(What a Plant Knows),無(wú)數(shù)作品探討了植物對(duì)環(huán)境的感知。
The Secret Life of Plants(左)& What a Plant Knows(右)英文版封面。| 圖片來(lái)源:Amazon
雖然所有植物都不具有中樞神經(jīng)系統(tǒng),但在21世紀(jì)初,植物神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域被建立。它研究的重點(diǎn)就是植物是否能夠思考和學(xué)習(xí),以及有意識(shí)地選擇它們的行為。意大利佛羅倫薩的國(guó)際植物神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(LINV)認(rèn)為,擁有大腦不應(yīng)該是具備智能(intelligence)的先決條件。在植物中觀察到的所有行為,看起來(lái)都非常像在動(dòng)物身上觀察到的學(xué)習(xí)、記憶、決策和智力,因此他們堅(jiān)信,植物的這些行為值得用同樣的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述。
LINV的主任Stefano Mancuso支持“植物具有意識(shí)”的說(shuō)法,他認(rèn)為植物能意識(shí)到自己的存在,對(duì)周圍的環(huán)境和時(shí)間的流逝有意識(shí)。著名物理學(xué)家加來(lái)道雄(Michio Kaku)曾發(fā)表過一種觀點(diǎn),意識(shí)是有能力建立起與空間、他人和時(shí)間的關(guān)系的模型。Mancuso相信,如果這么說(shuō)來(lái),植物一定是有意識(shí)的,因?yàn)樗鼈儗?duì)化學(xué)和物理刺激、對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以及它們同類之間的關(guān)系都很敏感。
前幾年中,一些研究植物行為的科學(xué)家對(duì)植物意識(shí)進(jìn)行了有趣但富有爭(zhēng)議的研究。一個(gè)經(jīng)常被提及的案例是發(fā)表于2014年的含羞草(Mimosa pudica)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中,一組研究人員刺激含羞草掉落,它的葉子會(huì)卷曲來(lái)進(jìn)行防御。然而在反復(fù)刺激(掉落)后,植物的葉子就不再會(huì)發(fā)生卷曲。
含羞草。| 圖片來(lái)源:Filo gèn’/Wikicommons
這項(xiàng)研究認(rèn)為,植物最終“學(xué)習(xí)”到了,并不存在真正的威脅,警報(bào)是假的,因此不再卷曲葉子。他們發(fā)現(xiàn),甚至在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的幾個(gè)月里,植物仍然保留著這些學(xué)習(xí)到的信息,這表明它們的記憶比某些動(dòng)物的記憶還要長(zhǎng)。后來(lái),另一項(xiàng)研究還聲稱發(fā)現(xiàn),豌豆(Pisum sativum)具有聯(lián)想學(xué)習(xí)的能力,這是一種復(fù)雜的認(rèn)知能力,甚至只有很少動(dòng)物能夠掌握。
然而,還有一些科學(xué)家對(duì)這樣的結(jié)果有不同的理解,例如,有人認(rèn)為,含羞草的敏感度降低是由于過度刺激等因素,而與學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)。豌豆實(shí)驗(yàn)同樣缺乏足夠的控制。在這類實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)人員對(duì)植物是否具有智能的傾向性和觀點(diǎn),可能會(huì)極大地影響他們對(duì)這類實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀。
2019年,以生物學(xué)家Lincoln Taiz為首的一組科學(xué)家發(fā)表了一篇直率的論文,挑戰(zhàn)了越來(lái)越普遍的“植物具有意識(shí)”的觀點(diǎn)。論文的標(biāo)題不言自明——《植物既不具備意識(shí),也不需要意識(shí)》(詳見《植物會(huì)思考嗎?》)。
Taiz批評(píng)了類似含羞草和豌豆實(shí)驗(yàn)中的條件和控制,同時(shí)認(rèn)為,之前有神經(jīng)學(xué)研究已經(jīng)表明,動(dòng)物意識(shí)所需的大腦結(jié)構(gòu)和功能需要最低的門檻。而植物神經(jīng)生物學(xué)家一直忽視(或者說(shuō)掩蓋)這一點(diǎn)。沒有證據(jù)表明植物需要并進(jìn)化出了耗費(fèi)能量的智能,才能生存或繁衍,這些智能包括意識(shí)、情感和意向性。
有生物學(xué)家同樣表示,類似“植物神經(jīng)生物學(xué)”這樣的短語(yǔ)“聽起來(lái)是不錯(cuò)的術(shù)語(yǔ)”,在教學(xué)中也是很好的比喻,但它們可能帶有欺騙性。植物其實(shí)不會(huì)有神經(jīng)生物學(xué),因?yàn)樗鼈儔焊鶝]有神經(jīng)元。植物的行為與動(dòng)物的行為截然不同,這其實(shí)并不會(huì)讓植物失去它獨(dú)特的魅力,我們完全沒有必要將植物“擬人化”。
而對(duì)一些人來(lái)說(shuō),植物意識(shí)的爭(zhēng)論可以歸結(jié)到語(yǔ)義。認(rèn)知、智能和意識(shí)等詞匯是人類用來(lái)描述人類能力的。植物科學(xué)家Elizabeth Van Volkenburgh在接受Gizmodo采訪時(shí)說(shuō):“當(dāng)我們思考這些詞對(duì)植物的意義時(shí),這可能不是一個(gè)好主意,因?yàn)橹参锖臀覀儾煌?rdquo;
智能這個(gè)詞還有一個(gè)替代詞語(yǔ),叫作“適應(yīng)性行為”。事實(shí)上,植物驚人的復(fù)雜性在于它們能感知環(huán)境,并能以最有效的方式適應(yīng)環(huán)境,這是它們進(jìn)化了幾千年的技能,因?yàn)樗鼈儫o(wú)法主動(dòng)逃離威脅,也沒辦法自己獲取食物。大量研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),植物可以分辨時(shí)間,感知溫度、水分、降雨、磁場(chǎng)、風(fēng)力、陰影、酸度、地上和地下的競(jìng)爭(zhēng),以及正在攻擊它們的東西。
它們利用大量細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的信號(hào),通過基因表達(dá)和化學(xué)變化,對(duì)所有這些輸入做出反應(yīng)。植物比大多數(shù)動(dòng)物對(duì)環(huán)境要敏感得多。它們不得不這么做,因?yàn)槊恳粋€(gè)信號(hào)都可能是至關(guān)重要的。
植物的感官可能多達(dá)20種,甚至還有許多可能是我們沒有發(fā)現(xiàn)的。例如,植物有“嗅覺”,如果我們計(jì)算植物能識(shí)別出多少種不同的揮發(fā)性化合物,它們從中能提取到什么信息,以及它們?nèi)绾畏磻?yīng),它們的“嗅覺”就有數(shù)百種。
植物還可以通過識(shí)別物理接觸,并對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)做出反應(yīng),來(lái)感知威脅和危險(xiǎn)。近期的一項(xiàng)研究證實(shí),植物會(huì)因?yàn)橛|摸而“緊張”,釋放出修復(fù)損傷的化學(xué)物質(zhì)。即使只是對(duì)著擬南芥噴水,它也會(huì)發(fā)生變化。
還有研究表明,當(dāng)一些植物感知到毛蟲啃食附近的植物而產(chǎn)生的振動(dòng)時(shí),它們就會(huì)激活化學(xué)防御系統(tǒng),例如改變硫代葡萄糖苷和花青素的水平。一些植物(包括擬南芥、煙草和豇豆)也會(huì)“分析”捕食者的分泌物,比如樹葉上毛蟲的唾液。對(duì)玉米幼苗來(lái)說(shuō),這種防御反應(yīng)則意味著釋放分子,吸引毛蟲的敵人——寄生蜂。
這樣的結(jié)果非常有趣,但或許沒那么奇怪。作為一類古老的生物,植物必然需要具備宏大的生存策略,才能讓它們?cè)诘厍蛏祥L(zhǎng)久地生存,否則它們就會(huì)被消滅。
隨著研究植物的新技術(shù)和新策略的出現(xiàn),科學(xué)家需要解釋的數(shù)據(jù)越加復(fù)雜,關(guān)于植物智能的爭(zhēng)論可能會(huì)得到解決,也可能會(huì)被進(jìn)一步激化。但最大的障礙可能仍然是我們?nèi)祟惖钠?/strong>——我們只會(huì)看到我們想要看到的東西,無(wú)論它是敏感的、有意識(shí)的生物,還只是一系列美麗的化學(xué)反應(yīng)。
參考來(lái)源:
https://gizmodo.com/is-plant-intelligence-just-a-human-fantasy-1844217825
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