植物有大脑吗?

  • 研究揭示了植物具有多种复杂能力,有些人因此认为它们有“大脑”
  • 捕蝇草会用布满“牙齿”的叶子来诱捕猎物,这些“牙齿”像蛤壳一样咬合在一起
  • 当外界触碰含羞草的类似于蕨类植物的叶子时,它们会迅速折叠并闭合
  • 猪笼草拥有一个很深的腔洞,其中充满了消化液,可以吸引猎物并将其溺死
  • 一些植物会散发咖啡因,让传粉者记住它们的味道,然后回来
  • 沙地马鞭草和蜂蜜味的刺尾草会将自己裹在沙子里,以保护自己不受食草动物的伤害

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植物

作者:Mercola 医生

植物可能是最不受重视的生命形式之一。因为它们不能像动物一样自由移动,因此,它们经常会被视为是简单的环境旁观者—吸收阳光、通过光合作用提供氧气、提供人类食用的多种水果和蔬菜,但除此以外,它们过着非常被动的生活。

但科学研究却揭示了植物所具有的大量不为人知的能力,有些人甚至推论植物实际也拥有大脑。例如,植物可以保护自己免受捕食者的侵害,但也能吸引自己想要的来访者—传粉者。某些研究发现,它们可以通过根系与其他植物进行交流,也可以倾听、计数、记忆、了解自己的亲缘关系,并感受痛苦等情感。

当然,植物不具有动物典型的胡桃大小的大脑结构。但植物中存在电子和化学信号系统,与充满神经递质(如血清素、多巴胺和谷氨酸)的动物大脑系统十分类似。

一些科学家指出,植物的智力或大脑可能就类似于我们在鸟类或昆虫群体中观察到的分布式智力,其中每个个体都会对整体的智能行为起到一定的作用。所有这些个体都是大脑的一部分。

聪明的捕蝇草

很多人都听说过食肉捕蝇草,这种捕蝇草不仅生长在亚热带湿地,在北卡罗来纳州和南卡罗来纳州也可以看到它们的身影。这种植物用布满牙齿的叶子诱捕猎物,在它们敏感的毛发被触动并向其传达可能存在食物的信息之后,这些牙齿会像蛤壳一样咬合在一起。

与它的名字相反,捕蝇草主要以蚂蚁为食,但也吃苍蝇、甲虫、蛞蝓、蜘蛛,甚至小青蛙。

捕蝇草可以聪明到什么程度?在被触发之后,它的陷阱在闭合前会稍微打开几秒钟,如果有一些非常小的昆虫不值得进行大量工作将其消化,它会让这些昆虫逃脱出来。(和人类一样,这种植物也会分泌消化液,整个过程需要 5 到 12 天。)

这种植物不会食用死昆虫,也就是不会活动的昆虫,大概是因为它们具有的营养价值更低。在一段 TED 演讲中,神经学家 Greg Gage 表示,捕蝇草实际上能够计数,它可以根据敏感的毛发被触发的次数,来确定来访者是否是真正的昆虫,以及是否要合上叶子。

Gage 指出,它似乎可以排除假阳性的情况。一些研究人员已经确定,经解码的捕蝇草的完整 DNA 序列实际与人类基因组的大小几乎相同。

含羞草是另一种聪明的植物

含羞草通常被称为敏感植物,因为一旦外界触碰它的类似于蕨类植物的叶子,它就会迅速折叠并闭合。如果您更用力轻拍一片叶片,整个分支会像 Greg Gage 在 TED 演讲中展示的那样垂落下来。他推测,这种令人惊叹的行为可能是为了吓跑昆虫,或者降低这种敏感植物对食草动物的吸引力。

谁说植物不能自由移动?就像捕蝇草一样,这种敏感的植物不仅会移动。而且移动的速度还很快。还有更多证据表明这种异常敏感的植物可能有一个大脑。西澳大利亚大学 (University of Western Australia) 动物生态学家 Monica Gagliano 利用这种植物开展实验,发生了 Michael Pollan 在《纽约客》(New Yorker) 中描述的现象:

Gagliano 在花盆中种了 56 株含羞草,并设置了一个系统,每 5 秒钟将它们从 15 厘米的高度抛下。每次‘训练’都要被抛下六十次。她报告称,一些含羞草仅仅在被抛下四、五或者六次之后,就开始重新将叶片打开,好像它们已经得出结论,可以安全地忽略这种刺激。

‘到最后,它们的叶片会完全打开,’Gagliano 指出,‘它们完全不在乎这种刺激了。’难道这是因为它们累了吗?显然不是,摇晃一下这些植物之后,它们的叶子又重新合上了。

‘嗯,这可以是非常新奇的发现,’Gagliano 尝试从植物的角度解释这件事情。‘你看,你可能想要适应新事物的到来。然后我们重新开始让这些植物掉落,但它们没有做出反应。’

Gagliano 报告称,她在一周后对这些植物进行了重新测试,发现它们仍然无视掉落造成的刺激,这表明它们‘记住了’它们所学到的东西。即便在过去二十八天之后,它们还是没有忘记这一经验。

当 Gagliano 的科学同事对她的结论嗤之以鼻时,她没有忘记提醒他们,在类似的蜜蜂实验中,这种昆虫在 48 小时后就忘记了它们所学到的东西!蜜蜂有大脑,这一点总没人怀疑吧。

其他一些聪明的植物—猪笼草

猪笼草

比捕蝇草或含羞草更聪明的是猪笼草。猪笼草的特点是拥有一个充满了消化液的深洞,可以吸引猎物,然后将其溺死。

大多数猪笼草生长在热带环境中,但也有一些生长在美国东海岸、墨西哥湾沿岸、五大湖地区、华盛顿州和阿拉斯加州。以下是 ZME Science 对猪笼草巧妙行为的描述。

来自婆罗洲的亚洲食肉植物被称为猪笼草,因为它们用来捕捉昆虫的杯状陷阱看起来很像是猪笼。猪笼草可以轻松捕捉和诱捕蚂蚁,因为它的边缘非常湿滑。

一旦猎物接近花朵的边缘,就会掉到杯状陷阱并被困在那里。但是这种植物已经发展出了一种不同的方法—它不是一次吃一只蚂蚁,而是在一次吃下多个昆虫。

这种植物可以让自己的边缘变得湿滑或安全,具体取决于它想要什么。布里斯托尔大学生物科学学院的项目负责人 Ulrike Bauer 解释说:‘这种植物的陷阱表面在潮湿的时候会非常滑,但在干燥的时候就很安全。

在干旱的天气下,这些陷阱会关闭长达 8 个小时,而且不会捕捉到任何经过的昆虫。乍一看,这一现象令人费解,因为自然选择应该倾向于捕捉尽可能多昆虫的陷阱。’

问题就在于,蚂蚁不会一次全部进入陷阱—它们有单独的侦察兵在前面观察路线是否安全。如果侦察的蚂蚁发现这种植物的边缘安全,就会进来吸取花蜜。很快,大量蚂蚁都会回到这里来获取更多的花蜜,但他们最终都面临一个悲伤的惊喜—植物的边缘又变滑了,一次就将很多蚂蚁彻底困住。

所以,是这种植物选择让侦查的蚂蚁通过,从而引诱更多蚂蚁让自己享用。生物学家报告称,这种植物的策略似乎非常成功。

猪笼草的更多聪明之处

猪笼草还与蝙蝠发展出了独一无二的关系。它们通过与蝙蝠发出的特定回声相协调来引诱蝙蝠,吸引蝙蝠栖息,并利用粪便的粪便为自己提供养分。但猪笼草并不会把蝙蝠吃掉。而是将其用于其他用途。以下是《纽约时报》(New York Times) 对蝙蝠和猪笼草之间共生关系的描述:

从外表上看,生长在婆罗洲泥炭沼泽森林中的猪笼草 Nepenthes hemsleyana 正逐渐摆脱吃肉,转而选择食虫蝙蝠提供的富含氮的食物。

据《当代生物学》(Current Biology) 7 月刊报道,德国格赖夫斯瓦尔德大学的 Michael Schoner 及其同事发现,哈德威克的长毛蝙蝠和猪笼草之间已经建立一种共赢的伙伴关系。这种植物可以为蝙蝠提供一个完美的栖息地,而蝙蝠又会用它的粪便滋养这种植物。

已经是博士生 Schoner 先生表示,这只蝙蝠的重量只有一便士多一点,就像瓶子里的软木塞一样塞进猪笼草。

猪笼草通过孔口边缘的特殊凹面结构来宣传自己的住所,这个凹面结构可从多个角度反射蝙蝠的声纳信号,使得蝙蝠很容易找到自己的栖息处;而猪笼草将自己的消化液池保持在蝙蝠茧的下方。

蝙蝠非常喜爱猪笼草,不仅因为可以在这里睡觉。‘我们发现蝙蝠还会在其内部交配,’Schoner 先生指出,‘另外,母蝙蝠还会在这里生下自己的宝宝。’

以聪明的方式吸引来访者

许多人都发现了,植物花朵的外形和芳香吸引着蜜蜂、蜂鸟和其他传粉者—这似乎是视觉和嗅觉暗示的重点。但《科学》(Science) 杂志的一项研究表明,一些植物还有另一种方法来锁定传粉者的忠诚。

这些植物会通过散发咖啡因来操控蜜蜂的记忆,咖啡因是它们本身生成的一种精神药物。据说这种咖啡因能促使蜜蜂记住一种特定的植物,并重新回到它身边,成为更忠诚可靠的传粉者。以下是《科学》杂志对这种现象的描述:

花朵宣传自己的一个主要挑战,是它发出的信号不仅要具有吸引力,还要易于记忆。花朵发出的信号越清晰,传粉者就越有可能记住它,这就增加了传粉者拜访该物种更多花朵的可能性,同时忽略其他处于竞争地位的花卉品种。

以聪明的方式拒绝来访者

植物可以通过很多方式来驱逐来访者,以此来保护自己。例如,沙地马鞭草和蜂蜜味的刺尾草都会将自己包裹在沙子里,这样可以保护它们免受食草动物的伤害。玫瑰的茎上布满了可以刺穿皮肤的尖刺,让草食动物甚至人类都难以接近,这一点恐怕没人不知道吧?

植物还可以改变叶子的味道或质地,从而产生毒素,降低它们对食草动物的吸引力。例如,据报道,金合欢树会产生苦涩的单宁酸,这使得它们的叶子变得索然无味,而且很难被咀嚼树叶的羚羊消化。

植物有很多微妙和不那么微妙的生存机制,让人很难相信它们没有大脑—但它们的大脑表现与我们在动物身上看到的有所不同。它们当然也可以展现智慧、创造力,以及对周围环境的感知。

来源与参考