2020年10月21日
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植物會痛、也有記憶!科學研究揭開 植物複雜的反應行為

內容提供/崧博出版 文/侯東政

植物有沒有感覺?會不會產生感情?有沒有記憶?這些都是科學家長期以來很感興趣的問題。幾十年來,科學家一直為揭開植物的奧祕進行了大量的研究和實驗。

植物也有感覺

當含羞草葉子被輕輕觸動時,小葉片馬上就會合攏,葉柄向下垂。研究含羞草這種敏銳的感覺後,植物學家發現,含羞草在遇到觸動時反應極快,通常是幾秒種,甚至不到一秒鐘。在用精密的儀器測量和分析後,植物學家的結論是,這種反應是基於電磁脈衝,儀器中的電信號可以從含羞草的韌皮部細胞通過,也能沿著木質部通過,且受到刺激的電信號與動物受刺激的電信號十分相似,不難看出這種自主神經系統非常複雜。

可見,植物和動物一樣具有感覺。1966年的一天,美國中央情報局的測謊機實驗者克里夫·巴克斯特(Cleve Backster)在一株龍舌蘭葉片上,無意中接上了測謊機的電極,而當他為植物澆水時,意外發現電流計圖紙上竟然錄下了圖形,如同人在短暫感情衝動時那樣。巴克斯特驚訝不已,他想,人體受到傷害時發出的電磁波最為強烈,那麼龍舌蘭的葉子被燒後會出現什麼情況呢?進一步研究後,他發現實驗示蹤圖發生了大幅度變化,很明顯植物對此感到恐懼不安。他隨後再次劃燃火柴,發現圖形在這一瞬間有明顯不同。而當他手持燃著的火柴朝龍舌蘭走時,圖上的曲線增多。有趣的是,在巴克斯特將火柴劃燃多次,卻又不去燒它後,圖形慢慢停止了變化。因為龍舌蘭已經意識到,這種威脅不會發生,所以漸漸不再擔驚害怕。後來,在不同地方使用不同的機器,對不同的植物進行相同的實驗後,巴克斯特證實了植物有意識有感情,這個發現也被稱為「巴克斯特效應(Backster Effect)」。

生物學家在經過多次實驗後注意到,植物可保留13天左右的記憶;而且還發現,植物的嫩芽裡有一種引力探測器,如果這種引力探測器被割,植物向上生長的能力就會被破壞。

此外,植物也有嗅覺,但不是用鼻子。如果說植物有鼻子,那也許指的是葉子,這也是解釋了植物的葉子容易被化學物質傷害的原因。植物有非常細膩的味覺,知道自己喜歡「吃」什麼,愛「喝」什麼,這就是為什麼有些地方寸草不生,而有些地方卻樹木成林。

植物的聽覺也「因人而異」,不同的植物對不同頻率的聲波反應不同。日本科學家發現,番茄、黃瓜特別愛聽日本的「雅樂」。這些植物的葉子每當音樂響起時就開始舒展,葉面電流加快,迅速生長;美國科學家也發現,很多植物喜歡輕音樂,討厭搖滾樂,長時間聽搖滾樂後,有些植物會慢慢死去。

植物的視覺是指植物對光線的感受。如果衡量植物的視力以感受光線為標準,那麼植物葉面對光線的感受力最強,也就是視力最強。在生活中人們不難發現,植物向陽的一面枝葉比較多。

植物為什麼會有如此靈敏的神經系統和複雜的反應行為?科學家解釋,關鍵是一種名叫茉莉酮酸(jasmonates, JAs)的化學物質。當受到外界刺激時,植物會產生一種激素,這種激素把植物體內的亞麻酸轉化成為茉莉酮酸,類似動物體內的前列腺素,具有止痛和平息情緒的功效,茉莉酮酸還可以讓植物間互相聯絡。

植物並非草木無情

植物並不像人們所說的那樣草木無情,它們也有思維、感情甚至鑑別能力。看看以下這幾個有趣的實驗:

有位歌唱家為藤本植物播放幾種截然不同的音樂,結果發現:在優美的古典音樂中,藤蔓長得又快又壯,而且會慢慢爬向音樂傳來的方向;聽了柔和典雅的東方樂曲後,金盞花根系會長得粗壯發達。而給這些植物聽了時髦的搖滾樂曲時,它們都向相反的方向長,唯恐避之不及,甚至不幸死去。豆科植物如果聽到好聽的歌曲,隨著樂曲,它那碧綠的枝葉就會興奮輕輕搖擺,好像在快活跳舞;若給它聽上一段噪音磁帶,它就一動不動。

此外,植物也有喜有怒,有哀有驚。生物學家用開水燙了一下蔬菜的葉子,透過靈敏的儀器,我們可以看出植物立刻不停發出痛苦呻吟的訊號。如果放上一段毛骨悚然的聲音,儀器也能告訴你,植物是怎樣驚懼、害怕。如果猛然把枝條或葉子撕扯下來,好像人的肢體在突然受傷後所遭受的猛烈痛苦一般,儀器上立刻會出現猛烈的電位差跳躍;而如果馬上給它一點氯甲烷麻醉它,它就會立即平靜下來。

有意思的是,植物也會感受人類的情緒。如果你開朗、樂觀,照顧植物得當,那麼植物就會生長得很好;如果你總是哀愁悲傷,心情沮喪,你養的那盆花始終無精打采。

植物學家根據植物感情的特點,常開「欣賞課」讓植物增產。在一塊6英畝的大稻田裡,一名印度科學家每天播放25分鐘的交響樂,一個月後比起同樣一塊田裡的沒有聽過音樂的水稻,這裡的水稻長得更加茂盛,平均每株高出30公分。

現在,有許多「農業音樂家」正在研究不同生長時期各種莊稼的愛好,透過播放符合它們「欣賞力」的美好音樂,使它們生長得更茂盛,也研究各種雜草和病菌最怕「聽」的噪音。

植物的記憶

如果有人說,植物也有記憶能力,恐怕很多人都不相信,但這是有一定的科學根據。科學曾對鬼針草(Bidens pilosa)進行了一項有趣的實驗,結果證明,植物不僅能接收資訊,而且還有一定的記憶力。

科學家在實驗中選擇了幾株剛剛發芽的鬼針草,整個幼小的植株總共只有兩片形狀相似的子葉。研究者一開始用四根細細的長針穿刺右邊的子葉,破壞植物的對稱性。5分鐘後,他們又用鋒利的手術刀切除兩片葉子,再把失去子葉的植株放到條件很好的環境中,讓它們繼續生長。5天後,有趣的情況發生了:與沒受針刺過的萌發情況不同,受過針刺的芽生長明顯較慢。這個結果表明,植物依然「記得」那次破壞對稱性的針刺。此後,經過多次實驗,科學家又進一步發現,植物的記憶力大約能保留13天。

科學家們解釋說,植物的記憶不同於動物,因為它們神經系統不同,但可能是依賴離子滲透補充。

植物能欣賞音樂嗎

羞羞答答的含羞草,偉岸挺拔的參天大樹;養育生靈的植物,蘊含劇毒的植物;搖擺不停的跳舞草,以動物為食的豬籠草……植物學家還發現了一種會欣賞音樂的植物。

一位法國農業科學院聲樂實驗室的科學家稱,如果一個正在生長的番茄,每天能「欣賞」 音樂3個小時,由於「心情舒暢」,它就能成為世界上最大的番茄,長到兩公斤重。用音樂刺激法,英國科學家也曾培育出5公斤半的甜菜和25公斤重的高麗菜。日本山形縣先鋒音響器材公司下屬的蔬菜種植場種植的「音樂蔬菜」,生長的速度也明顯加快,味道的改善也非常明顯。

1981年,科學家在中國雲南西雙版納的原始森林裡,發現了一棵小樹也會「欣賞」音樂,當地群眾叫它「風流樹」。人們發現,在「風流樹」旁播放音樂時,隨著音樂的節奏,樹身就會搖曳擺動,仿佛一名翩翩起舞的少女。令人奇怪的是,如果播放的是輕音樂或抒情歌曲,小樹的舞蹈動作就更加婀娜多姿;但當播放進行曲或嘈雜的音樂時,小樹就不動了。

小樹難道真的能聽懂音樂嗎?音樂對植物究竟有何影響呢?這還有待於科學家的進一步研究。

本文摘自崧博出版《這堂生物課很會:那些年課本沒教的生物冷知識》一書

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