文/杜豆豆
上节我们讲了《植物知道生命的答案》这本书的前两个重点： 植物能看到什么？植物能闻到什么？今天我们讲后两个重点。
奇特的捕蝇草1
接下来，我们讲第三个重点： 植物能触到和听到什么？
首先，我们先说说植物的触觉。
有一种草，叫做捕蝇草。这种草很奇特，它的叶子，就像两只大手掌，只要有苍蝇落在上面，它就会忽然合上叶瓣，然后分泌消化液把这只苍蝇“吃”掉。
达尔文曾经试图搞清楚，到底怎样才能触发捕蝇草闭合。他试着往捕蝇草叶瓣内侧的黑毛上滴水、吹气，但都毫无效果。
后来，还是伦敦大学的教授约翰·伯顿·桑德逊发现了其中奥妙：要在20秒内触碰两根黑毛才会起作用。这是因为，触动两根黑毛才能引发一个动作电位，从而让电流激发叶瓣的闭合。也就是说，捕虫器闭合靠的是电信号。
100多年后，美国亚拉巴马州的学者亚历山大·沃尔科夫还专门对捕蝇草的叶瓣做了电休克处理，结果证实了桑德逊的观点。
还有一种草，就是“羞花之貌”典故中，那让杨玉环脱颖而出的含羞草。
只要你轻轻地触碰一下含羞草的叶子，它就马上会叶柄下垂，叶片合闭，就像害了羞的少女般可爱。
其实，它的叶片闭合原理，和捕蝇草是类似的，也是因为触发了活动电位。不过，它的叶柄下垂运动又是什么原因呢？
这是因为，含羞草的叶片中还有一个叫做“叶枕”的特殊结构，是有一群簇集的细胞群组成的，这叶枕里的细胞里有钙离子和钾离子，会调控吸水和失水动作。因为它位于叶片的基部，所以，除了会控制叶片的开合，还会引发叶子的 下垂运动。这个过程，也是一个电信号转化学信号，然后激发物理运动的过程。
再说一个实验，也很有趣。美国科罗拉多州立大学的弗兰克·萨利斯伯里，曾带队研究苍耳。
他们每天需要测量苍耳叶子的增长，来观察其生长状况。可却发现，被他们测量过的叶子不是长得慢，就是枯死了。这让他们很是纳闷，难道摸一摸就能把植物摸死吗？
到了十几年后，植物生理学家马克·贾菲提出了“接触形态建成”概念。什么意思呢？就是说，触碰导致植物生长缓慢甚至停滞，是普遍存在的。
这不是因为植物的脆弱，而是植物保护自己、适应环境的特殊能力，因为，低矮粗壮才更能抵御风吹雨打，长得慢点，恰恰能保护自己更好地存活。（这让我想起那句名言：木秀于林，风必摧之。忍不住想吐槽：看来，又矮又挫也不是没有好处，至少生命力强啊！）
莱斯大学的珍妮特·布拉姆还在这一概念的基础上，通过基因实验，命名了一种只要有物理触碰就会激活的基因——TCH基因。而且发现，之所以植物会生长迟滞，是因为TCH基因制造了更多的钙调蛋白，而这种蛋白会参与生命体中的炎症反应、代谢、细胞凋谢等等阻碍生长的进程。一旦植物的叶子受到风吹雨打或者虫咬兽食等伤害，就会有超过2%的TCH基因 被激活，想想看，植物的触觉实在是太敏感了。
苍耳：没事别摸我2
然后，我们再来说说植物的听觉如何呢？
还是先说达尔文，他曾经试图用大管演奏音乐，来观察是否对植物生长有影响，但实验是失败的。
之后，有个叫做多罗西·雷塔拉克的植物研究者，曾经试图证实摇滚乐对植物有危害性。大概是因为她自己本身是个唯灵论者，她认为接受祈祷的植物会茁壮生长，而被人诅咒的植物则会慢慢凋零死去。于是，她找来多种植物，把它们放置在不同的音乐背景中，监测这些植物的生长过程。研究结果，证实了她的假设。
可她发表了研究成果后，招来了很多质疑。人们发现她的研究里犯了很多科学错误，根本不够严谨。而且，别的研究者按照她的实验设计去验证时，也无法得到和她一样的结果。因此，她的研究结论并没有得到科学界的成人。
反而还有别的研究者，得出了和她完全相反的结论，认为音乐根本不能影响植物生长。甚至还有人发现，安静不安静并不影响种子发芽率，反而是扬声器发出的热量会对种子发芽有影响。看来，摇滚乐对植物起作用，说它是“听”到了音乐，不如说它是因为感受到了声波的震动，刺激了触觉的结果。
科学家们还试图通过植物基因组测序的办法，来找寻植物体内是否有“聋子基因”被损伤，导致了植物“听”不见。
他们找来了拟南芥做为实验对象。结果发现，人体内的50多种“聋子基因”中，有10多种也能在拟南芥中找到，但这并不意味着拟南芥有听觉。
有一种叫做肌球蛋白的“聋子基因”，能促使人的内耳毛细胞形成，如果发生基因突变，人就没法感应声波，就会变成聋子。植物体内，也有这种肌球蛋白，但是它并没有被植物用在“耳朵”上，反而是长在根部的“根毛”上，帮助根从土壤中吸收养分。如果植物的肌球蛋白发生突变，根毛的生长就会受到阻碍，从土壤中吸收养分就会困难得多。
总之，到目前为止，还没有足够让人信服的实验能证明植物是可以感知声音的。按作者分析，大概是因为植物是无法移动的，即便听到了声音的威胁也没法象动物一样逃跑，所以听力慢慢就退化了。
3
最后，我们讲讲第四个重点：植物有空间感和记忆能力吗？
先说说空间感吧。
如果你种过花，就会发现，种子自己会破土而出。种子埋在土壤里，根本看不见光，它是怎么判断向上就能见到阳光的呢？
科学家们认为，是重力影响了植物的生长。有位英国人，做了个水车实验，将蚕豆幼苗绑到水车上，去抵消重力对植物生长的影响。结果发现，植物的生长不单受重力影响，还会被外力影响，比如水车造成的离心力。
于是，万能的达尔文父子又出场了。他们推测，植物有“重力感应器”，而且是在根尖，引导植物的根向下长。结果，实验后果然发现如此。后来的现代分子遗传学也证实，位于根冠的细胞的确是植物的“重力感应器”。但是，决定植物向上生长的感应器，却是存在于茎的内皮层中。感受器的细胞中有一种叫平衡石的球状结构，正是因为平衡石总会落到最底部，所以根和茎才会向不同方向生长。这听起来，有点像不倒翁的原理。
那么，朝特定方向生长这样的动作，植物是通过什么来实现的呢？
20世纪30年代，这个谜题被植物学家们揭开了。这种让植物朝特定方向生长的化学物质，是一种被命名为“生长素”的植物激素。生长素的主要功能是让细胞增加长度，但它主要聚集在阴暗的一侧，因此，暗的一侧细胞增多，越来越长，自然就向光弯曲了。
弯曲还是小动作，你大概想不到，植物还会跳舞呢。这一点，还是我们伟大的达尔文先生发现的。他记录过300多种不同植物的运动，发现它们有个共同规律，就是重复地进行螺旋状摇头。于是，他将此命名为“回旋转头运动”。而且，他认为，“回旋转头运动”是植物的内秉行为，向光和向地不过是这种运动的一种变形罢了。
起初，人们并不完全同意达尔文的看法，也有很多研究者试图证明达尔文的观点是错误的。但最终，不管是航天飞机上，还是国际空间站的实验，研究者们都发现，达尔文的观点是正确的，“回旋转头运动”的确是植物天生的内秉行为，而重力不过是放大和修饰了这种运动。
最终，植物是在多种受力下，通过叠加它身上的几个力的矢量和，来保持平衡，感知位置，并做出反应的。
破土而出4
那么，植物到底有没有记忆能力呢？
我们再来说说那个奇特的捕蝇草。你大概还记得，捕蝇草的捕虫器闭合，要在20秒内触碰两根黑毛才会起作用。也就是说，当虫子触碰到第一根黑毛时，捕蝇草就对信息进行了编码，然后将该信息储存了20秒，一旦虫子触碰到第二根黑毛，信息被提取，机关就会被触动。这说明，捕蝇草是有短时记忆的。
那捕蝇草的短时记忆是如何形成的呢？
科学家发现，这种能力是由叶片的电量储存实现的。触碰第一根毛时，引起了一个动作电位，钙通道开启，钙离子浓度升高，但并没有到阈值。只有触碰第二根毛时，钙离子浓度才升高到阈值以上，关闭行为才会被触发。这种机制，实际与人类神经元的信息传递极为类似。
还有科学家发现，植物还存在一种特殊的长时记忆。这种记忆，被命名为“形态建成记忆”。也就是说，这种记忆是在某个特定时间里受到刺激形成的，但当时并没有什么影响，一旦某种条件变化激发了这种先前经验，就会促使植物做出反应。比如，园丁修剪绿植去除顶芽，促进侧芽和新枝的生长，用的就是植物的这种对创伤的长时记忆能力。
有些植物需要经历低温，才能开花，这个过程称为春化。比如，冬小麦就必须在冬天“冬眠”一下，春天回暖才会开花。有一年，苏联是个暖冬，科学家要避免农民颗粒无收，怎么办呢？他们就提前将种子放到制冷器中，用低温让小麦开花后，才保证了农民的收成。冬天之后开花是一种植物的自我保护，同时也说明它们能够记住寒冬。
这种冬天记忆的奥秘后来被科学家揭晓。原来是因为它们体内有一种控制基因，称为“开花位点C基因”（FLC基因）。寒冷会使FLC基因周围的组蛋白结构发生变化，关闭转录通道，而回暖则会打开通道，让植物开花。植物能激活并保持FLC基因的关闭，恰恰说明植物记住了寒冬。这种FLC基因突变，是通过改变DNA结构实现的，被称为“表观遗传机制”。而这种机制下的植物记忆是可以长期延伸，甚至遗传给下一代的。
那么，到底哪些记忆会让植物发生跨代遗传现象呢？
有科学家专门对此做了研究。发现受到环境胁迫的植物的第二代，会表现出遗传变异，同时增加对胁迫的耐受力。也就是说，植物也会将“历史教训”的记忆传给下一代，以保证他们的子代能遇到胁迫是比其他同类长得更好。
捕蝇草有短时记忆、绿植会对创伤有长时记忆、冬小麦的表观遗传记忆能传给下一代，虽和人类有不同，但基本的记忆机制却是和人类神经元的信息传递机制相通的。
而且，科学家还发现，植物不仅会用电信号传递信息，还有和动物一样的含有神经受体的蛋白质。甚至还在植物体内发现了谷氨酸受体，要知道，这种物质可是帮助人们达成神经通讯、形成记忆和学习能力的。
难道植物真的有思想、有意识吗？
如果有一天，有人说，我听得懂“花语”，花在对我说话，我们或许能不再大惊小怪？
神奇的植物，等着我们去发现。
神奇的植物，等着我们去发现（本文结束）
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