[南京屋頂花園裝修] 其實(shí)植物也有記憶力

2023-03-24 瀏覽153次

如果讓你用某個(gè)字眼來描述植物，你肯定不會用“聰明”來形容它們。如果有人說你像植物一樣有遠(yuǎn)見，你肯定認(rèn)為是在諷剌你。但是有些科學(xué)家卻認(rèn)為，植物的”智商”可能被過于低估了，它們不僅能夠計(jì)算、有遠(yuǎn)見，而且記得曾經(jīng)歷過的事情。

有植物學(xué)家稱，植物能夠預(yù)測將來會出現(xiàn)的問題，并決定如何避免這些問題。而且，除了與其他植物“勾心斗角”夕卜，植物和食草動(dòng)物之間也存在激烈的戰(zhàn)爭，并非“人為刀俎”的被動(dòng)受害者。

與“外人”爭奪資源

在植物界，普遍存在“非親不認(rèn)”的觀象。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，植物與其他不同種的植物遭遇時(shí)，相互間的競爭往往很激烈。當(dāng)植物發(fā)現(xiàn)周圍的“鄰居”與它們沒有共同遺傳體系時(shí)，便會投入更多精力，發(fā)展壯大自己一一加快促進(jìn)根部生長，與“外人”暗中爭奪地下資源。這個(gè)現(xiàn)象讓科學(xué)家感到好奇：這些植物是靠什么來辨認(rèn)“親戚”的呢？

有科學(xué)家認(rèn)為，每個(gè)植物家族特有的蛋白質(zhì)或化學(xué)信號，可能被分泌在周圍土壤中，并會被其他植物的根系發(fā)現(xiàn)。也就是說，植物可能有一套感知同種類植物蛋白質(zhì)或化學(xué)信號的體系：如果它的根與其他植物的根系緊密地靠在一起，它就會分辨出對方是否與自己是同一種類。當(dāng)然，植物的這種認(rèn)親方式還需要進(jìn)一步確認(rèn)。

向競爭對手“投毒”

有的植物做事更絕，向競爭對手暗中“投毒”，非得要了對方的性命不可。在美國西南部的平原上，生長著一種山艾樹，它十分霸道，在它生長的地盤上，從不允許任何植物生存，連一根雜草也不放過。在這些地方，放眼望去，除了山艾樹和它的“表親”肉葉剌莖藜，再沒有別的植物。

植物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，山艾樹是靠分泌出一種有毒物質(zhì)，給生長在它的勢力范圍之內(nèi)的其他植物“投毒”，這樣就達(dá)到了獨(dú)霸一方的目的。

主動(dòng)尋求益友

植物把根伸入地下，吸收養(yǎng)分和水分。為了能夠更加茁壯地成長，有些植物還會從事一些“社交活動(dòng)”表如地下有許多細(xì)菌，都想來占它們的便宜，但并不會給它們帶來什么好處，對于這種沒有什么用的朋友，植物就會大門緊閉，拒之于千里之外；但對于對自己發(fā)展有益的細(xì)菌朋友，它們不但會四門大開、熱情擁抱，還會主動(dòng)前去“巴結(jié)”呢！

如豆科植物就會主動(dòng)巴結(jié)對自己生長有益的根瘤菌?？茖W(xué)家發(fā)觀，根瘤菌與豆科植物共生。它能吸收并固定大氣中的氮，以此給植物提供肥料，同時(shí)吸收植物中的碳水化合物作為自身的營養(yǎng)。但周圍的細(xì)菌千千萬，豆科植物又如何區(qū)別它們呢？科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，根瘤菌含有一種名為“Nod因子”的信號分子，讓豆科植物非常著迷，它們的根部只要遇到這種分子，馬上會主動(dòng)上前“巴結(jié)”，與其結(jié)為“盟友”，從而為其所用。

科學(xué)家正在研究，希望盡快讓谷類作物也能借鑒這種“巴結(jié)術(shù)”表

高腳棕櫚樹的莖長在支持根上，舉出地面。當(dāng)周圍植物妨礙它采光和吸收養(yǎng)料時(shí)，它會采取非常明顯的規(guī)避行為一一它向有陽光的一側(cè)長出新的支持根，陰影中的根系則漸漸凋萎，整株植物就移到了陽光充足的地帶。

植物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，植物一旦“發(fā)現(xiàn)”附近生長著其他植物，會形成一種折中的生長模式，來對付相互沖突的各種問題。這時(shí)候，它們看上去就像聰明、復(fù)雜的決策者。

有植物學(xué)家認(rèn)為，這種觀象只是由遺傳密碼決定的機(jī)械反應(yīng)。也有科學(xué)家認(rèn)為，很多植物表現(xiàn)出的行為適應(yīng)性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了反射或受遺傳密碼控制的程度。植物的根可以根據(jù)土壤中礦物質(zhì)和水分的梯度分布而生長，但它們并不總是采取這種簡單模式。

科學(xué)家研究了一種名為活血丹的匍匐草本植物的“覓食”行為。如果扎根在肥沃土壤中，它們就生出更多的枝、芽和葉，也會更快地形成團(tuán)狀的根，以充分吸收養(yǎng)分。然而，如果扎根在貧瘠土壤中，它們伸展得更快、更廣，就好像正在逃離此地一樣，同時(shí)根狀莖變細(xì)，分枝形成變少。這意味著新芽距離母體植株更遠(yuǎn)，正在積極尋找新的肥沃土壤。實(shí)驗(yàn)還表明，活血丹的同系植物可以感覺到競爭者根系的存在，即使周圍還有充足的養(yǎng)料，它們也會轉(zhuǎn)向其他地區(qū)發(fā)展。

“培訓(xùn)”螞蟻當(dāng)保鏢

螞蟻為植物趕走害蟲，植物用蜜汁作為酬謝，這是自然界常見的情景?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種互惠關(guān)系的實(shí)質(zhì)可能并不是看起來的那么簡單。他們發(fā)現(xiàn)，螞蟻喝下蜜汁后，會對動(dòng)物蛋白產(chǎn)生渴望，從而變成貪婪的昆蟲獵食者。也就是說：植物“培訓(xùn)”螞蟻充當(dāng)自己的保鏢，而不僅僅是用報(bào)酬來“雇傭”他們。

亞利桑那州的沙漠中生活著一種仙人掌，它的蜜汁能吸引4種螞蟻?？茖W(xué)家在仙人掌下面放上肉和糖為誘餌，觀察螞蟻的活動(dòng)，同時(shí)在附近不產(chǎn)生蜜汁的植物下面也放上誘餌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，仙人掌附近的螞蟻更喜歡吃肉，不管是哪一種螞蟻。

研究人員將實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)的毛蟲放在仙人掌上，發(fā)現(xiàn)攻擊毛蟲最兇的正是那些對肉表現(xiàn)出最強(qiáng)烈興趣的螞蟻。隨后，研究人員結(jié)合螞蟻的數(shù)目和攻擊毛蟲的兇猛程度，來衡量一棵植物上的螞蟻對昆蟲的威脅性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這棵植物上的“螞蟻軍團(tuán)”威力越強(qiáng)，植食性昆蟲就越少，表明植物的蜜汁使螞蟻?zhàn)兂闪四芰Ω鼜?qiáng)的“保鏢”。

有人說：世上沒有兩片相同的葉子。的確，每株植物都是一個(gè)個(gè)體，沒有兩粒種子會長成完全相同的植株，即使它們具有相同基因，或生長在看上去完全相同的環(huán)境里。植物能對15種以上的感官信號做出反應(yīng)，比如光、化學(xué)物質(zhì)、水、重力、土壤質(zhì)地、損害等，并對這些信號加以綜合和比較，從而調(diào)整自己的生長狀態(tài)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，植物的信號系統(tǒng)和動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)非常相似。植物利用細(xì)胞膜之間的電壓變化，把電子信號從一個(gè)細(xì)胞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞，類似于我們神經(jīng)中傳遞的行為電壓。正如我們有痛覺神經(jīng)一樣，這些電壓可以報(bào)告植物哪個(gè)部分受到了傷害。在植物細(xì)胞內(nèi)外，傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)有很多和人類腦細(xì)胞內(nèi)外負(fù)責(zé)加工信息的物質(zhì)完全相同。

植物和動(dòng)物進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶的分子基礎(chǔ)也是相似的。當(dāng)動(dòng)物受到重復(fù)威脅一一例如某種使它們吃了就生病的食物或者它們不斷碰觸的電網(wǎng)，它們學(xué)會更迅速地避開時(shí)，電子信號的速度和強(qiáng)度都會在幾分鐘內(nèi)提高。如果威脅一直持續(xù)，這種強(qiáng)化的警醒將導(dǎo)致基因編碼和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)永久改變：在細(xì)胞間建立更多通道和連接。

靠乙烯傳送信息

科學(xué)家一直力圖弄明白，以剌槐葉為食的非洲羚羊，為什么會在它們愛吃的剌槐樹旁餓死?？茖W(xué)家在對死亡動(dòng)物的尸體解剖中發(fā)現(xiàn)，由于丹寧含量很高，它們的胃里有大量不消化的樹葉。

有關(guān)這個(gè)問題的實(shí)驗(yàn)仍在進(jìn)行。有人帶了一組學(xué)生，拿著棍子敲打剌槐的樹枝，敲碎樹葉，每隔15分鐘對樹葉進(jìn)行一次分析，他們發(fā)現(xiàn)丹寧數(shù)量在有規(guī)律地增加。在遭受了2小時(shí)的虐待后，丹寧的含量達(dá)到了起初的2.5倍。遭到襲擊后的100小時(shí)，剌槐樹葉里的丹寧比率才恢復(fù)正常。于是，研究人員又重新開始實(shí)驗(yàn)，但赦免了幾棵樹。這些樹位于一棵挨揍的樹不遠(yuǎn)處，它們產(chǎn)生的丹寧也都增加了。這說明樹木之間必然通過傳播媒介存在某種聯(lián)絡(luò)。

科學(xué)家認(rèn)為，植物間的聯(lián)絡(luò)是通過一種十分簡單的氣體，且這種氣體分子只包含2個(gè)碳原子：乙烯。這是一種氣體荷爾蒙，從一棵植物散發(fā)出來，對鄰近植物產(chǎn)生影響。我們都知道，乙烯在水果成熟過程中發(fā)揮著作用，因?yàn)樘O果在成熟時(shí)，大量散發(fā)的乙烯居然會加快附近的綠香蕉變黃的速度。

乙烯能加快水果的成熟，促進(jìn)葉子產(chǎn)生丹寧，因此，我們確定乙烯為一種聯(lián)絡(luò)的媒介，或者說至少它起了傳送信號的作用。

植物是很有經(jīng)驗(yàn)的化學(xué)家，它們不但運(yùn)用乙烯，還利用其他的氣體來傳播信息。我們現(xiàn)在知道，受毛毛蟲攻擊的玉米植株會散發(fā)出雞尾酒的氣味，吸引胡蜂來消滅毛毛蟲。

松樹與甲蟲的生死決斗

在美國西部的松樹林中，生活著以山區(qū)松樹為食的一種甲蟲，它們一直與那里的扭葉松和西黃松廝殺得難解難分。這是一種生死存亡之爭，要么是甲蟲殺死松樹而繁衍后代，要么是松樹殺死甲蟲而存活下去。

一只甲蟲在松樹上鉆了一個(gè)洞，深入到了黑暗的樹身內(nèi)部。當(dāng)它剛剛鉆進(jìn)去，松樹就開始了反攻。松樹開始?xì)⑺滥切﹦?chuàng)口附近的細(xì)胞，用黏稠的松脂去淹沒進(jìn)犯的甲蟲，粘結(jié)它的道路，堵塞它鉆開的孔洞。當(dāng)松脂一涌進(jìn)洞口，甲蟲們就立即把松脂清除出去。這一斗爭也許要持續(xù)幾天或者幾個(gè)星期，然后甲蟲們才能開始擴(kuò)大空間的咬嚙活動(dòng)，有了足夠的開闊空間，它們才能產(chǎn)卵。松樹體內(nèi)流出的松脂十分黏稠，可是甲蟲卻能夠從松脂中爬出，也能把松脂弄到一邊去，總之它們能夠不被粘住。

那些松樹分泌的松脂含有一種被稱為萜烯的特殊化學(xué)物質(zhì)，它能毒化空氣，使甲蟲新開辟的孵化室充滿毒氣。萜烯就是那種使松林聞起來有一種特殊氣味的物質(zhì)。

當(dāng)松樹力圖用一團(tuán)死細(xì)胞和有毒的膠質(zhì)黏液來困殺甲蟲時(shí)，全力反擊的雌甲蟲也在召喚自己的盟友，幫助它戰(zhàn)勝強(qiáng)大的敵手。

雌蟲從松脂中開出一條路來，邊爬邊吃一些松脂，還把松脂中一些萜烯轉(zhuǎn)變成一種特殊的、揮發(fā)性的香氣。這香氣的誘惑力很大，轉(zhuǎn)眼之間就有成百上千的同類甲蟲飛臨這棵樹，然后不待號令便動(dòng)手，一齊向樹干中間鉆起來。

這些甲蟲在樹上鉆洞，松樹就向它們釋放毒素，通常情況下，松樹會打敗對手，甲蟲們或者被殺死，或者被迫遷往別處。可有時(shí)，由于甲蟲的數(shù)量過大，松樹的抵抗就會失敗，甲蟲就會在被征服的松樹上定居下來，在那里繁衍后代。

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