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你有没有想过,当你看着《变形金刚》大片的时候,旁边的绿萝也在观赏同样的画面;当你听周杰伦的《双节棍》时,书桌上的仙人球也在聆听动感的旋律:去年采摘时光顾的那棵桃树,会在今年再认出你,并且多分泌点桃胶把你的手粘住。如果说,这些并非想象,而是合情合理的事实,你会怎么想呢?
长久以来,人们都认为植物是简单之极的、由叶片和枝干(有些还没有枝干)拼凑起来的光合机器,就像那些太阳能电池板。可是越来越多的研究表明,植物不但会听、会看、会感觉,甚至还有一些古灵精怪的想法。
爱“看”光识季节
最近有报道说,波兰的科学家发现植物能记住光中所含的信息并对之“作出反应”。植物能把光的强度和质量等信息从一片叶子传送给另一片叶子,这种方式类似我们的神经系统。这些“电化学信号”是由作为植物“神经”的细胞传送的。一片树叶得到的光线信号会迅速传遍植物的全身,它们就是利用这种反应来应对季节和天气的变化,从而让自己构筑起防御季节性流行病的防线。
其实看光判断季节并不是什么新鲜事,春天桃花开,夏天荷花开,秋天菊花开,就是因为植物还会看每天太阳在天空中游荡的时间,保证它们在合适的季节开花。拿小麦来说,只有白昼时间,14个小时的天数超过20天,它们才能开花。更有意思的是,“感觉”光照时间变化的并不是花芽本身,而是那些绿油油的叶片。在叶片中有一种被称为FT的基因,只有叶片每天享受足够时间的日光浴,这个基因才会开始工作,产生作为催促花芽发育信号的mRNA。这些mRNA会被运送至茎尖部位,与掌管花发育的APl基因(掌控花萼和花瓣形成的基因)结合,促成花朵开放。
当然,并不是所有的FT基因都在长时间日照下工作,像菊花那样在秋天开花的植物,它们的FT基因就是在光照时间低于某个值时才工作的。所以,分成了长日照植物和短日照植物两大集团。
除了开花,聪明的植物依据光时钟的变化,早早地在北风吹来前,甩脱叶片睡觉了。这个时钟,就是细胞间隙中的钙离子,当日照变短时,这些钙离子会钻进细胞与掌管细胞生命活动的关键的酶和蛋白质结合起来,从而强制它们休息。这样一来,整个植物体都休息了。并且,这个过程与温度几乎无关,在针对杨树的实验中,科学家发现,只要保证光照时间,即使温度顺次降低,杨树叶也不会脱落:相反,如果光照时间逐渐缩短,即使有恒定的温暖湿润条件,杨树也照样甩脱叶片休眠了。
也许有同学会说植物能看光线是不稀奇的,谁让植物都是靠光合作用生存,本来就要跟光线打交道呢。但是植物能听见音乐,就不能不算是奇闻了,毕竟在它们身上找不到耳朵啊。
可是,越来越多的实验证明,植物听得见。有人朝着西红柿摁喇叭,结果结出的西红柿又大又甜:有人给种子听轻音乐,结果种子发芽的比率大大提升,难道它们真的能读懂音符,愉悦心情?
科学家试图以多种理论解释这种现象——有的认为,震动可以促使细胞快速分裂:有的认为声波可以刺激细胞核的活性,可惜都没有一个明确的实验来证明。直到2008年,韩国科学家发现声波可以影响水稻的两个关键基因,rbcs基因和Aid基因。声波就像魔术手,能操控这两个基因的开关,而且这两个基因对于水稻的产量都是很重要的。前者关系到水稻吸收二氧化碳的能力,而后者则是掌控着水稻种子内部蔗糖和淀粉的合成工作。水稻的籽粒的轻重都要看它们的眼色行事呢。
植物不光能听得见,还对音调有喜好。比如,上面介绍的两个水稻基因,只对频率为125赫兹的声音的刺激产生反应,对于50赫兹的声音却是充耳不闻。看来,这两个基因,还是喜歡高音(频率高,音调高)唱腔的听众。
很遗憾,我们看不见水稻基因的开启和关闭表达出的乐曲的喜好,但是跳舞草对声音的喜好表现在它们的“舞姿”上。随着一曲轻柔的《月光下的凤尾竹》,叶柄基部的两片小叶时而合拢,时而分离,轻柔地摆动。但如果是在旁边大吵大叫,任凭你的声音再大,跳舞草也会无动于衷。跳舞草的运动机理一直是个谜,并且它们是怎样分辨出规律性的动听乐音和嘈杂的吵闹声,仍然有待人们去探寻。
不给恶意客人准备午餐
除了会听、会看,植物对于直接的亲密接触,更是有独特的表现。它们甚至会分辨出恶意的触摸,直接改变自己的行为,并不是逆来顺受的弱者,烟草就是这样的一种植物。
虽然这个禁烟运动的惩治对象不那么讨人喜歡,可是它们要在自然界顽强生存下来,也少不了几手绝活。对于植物来说,一生最重要的就是开花结果了,烟草也不例外。要想结出高质量的种子,就需要雇用一些传播花粉的劳动力。对烟草来说,天蛾是个效率极高的劳动者,所以烟草也配合天蛾的作息时间,从傍晚开花一直绽放到清晨,不仅如此,烟草花还会释放出吸引天蛾的特殊花香。不过,这种和谐劳动维持不了多久,天蛾在得到花蜜报偿的同时还要耍点小把戏——它们会把一些虫卵产在烟草的叶片上,这些天蛾的毛毛虫一从卵里爬出来,就开始大吃大嚼,把烟草搞得千疮百孔。
被天蛾折腾得够呛的烟草把目光投向了同样能传播花粉并且只对花蜜感兴趣的蜂鸟。这些烟草改变了作息时间,晚上休息,上午开花,并且释放出的花香也减到了最低量。烟草花会降低花蜜中的糖含量。一切矛头都指向了背信弃义的天蛾。在断绝跟天蛾合作关系的同时,因为蜂鸟基本上没有什么嗅觉,并且它们喜歡花蜜含糖量低但供应量大的花朵,就这样,新的劳动关系形成了,蜂鸟取代了天蛾的位置。
在人工实验中,科学家将毛虫放到未被攻击的、且在夜晚开放的烟草植株上,8天之后,其中35%的花儿都是在上午开放的——与此相比,未遭毛虫侵袭的植物上午的开花率为11%。除了那些直接受到啃食的烟草会有这种反应,用毛虫分泌物刺激过的烟草也会表现出同样的改变。看来植物对亲密接触还是有自己的清醒判断的。
有时候,植物不仅仅是自己“一个人”在战斗,它们还会通风报信。生长在非洲的金合歡树就是善于合作反击的典范。当羚羊啃食第一棵金合歡树时,还能悠然自得,这时的金合歡叶子还是安全食品。不过,咀嚼叶片时释放出的乙烯,会像烽火台上点燃的狼烟一样将警报迅速传递到其他金合歡树。接到警报的金合歡树会迅速在叶片中准备化学武器——单宁酸,如果羚羊胆敢继续侵犯,轻则消化不良,重则危及性命了。所以,羚羊只能识趣地在一个区域些许进餐,然后再去乙烯“烽火”没有传到的地方觅食了。
除了一致地抗外,有些植物还能识别亲属。没办法,好的生存环境都是有限的,但是种子又几乎是无限的(想想每年柳絮和杨絮飘舞的日子,就知道这个世界有多少种子了)。这么多的种子扎在一堆,自然要争夺光线、争夺水分、争夺矿物质。战争一触即发。在以往,人们认为植物会不顾一切,拔高自己,打击其他同类,即使对从一个果子里出来的同胞兄弟,也不留丝毫情面。不过,最近的研究,颠覆了人们的认识。
凤仙花能识别出自己的亲人,当它们与同胞(同一个果实)生长在一起时,会安分地将根扎在自己的一个小范围内,绝不越界,这样就避免内讧造成的资源浪费。不过,一旦出现外来者,或者跑到陌生的群体中,它们就会尽可能地扩张根系和枝叶,将附近那些陌生的家伙赶走。科学家发现这种识别主要是通过根系分泌物中的信号因子达成的,但是这些信号的成分究竟是什么,又是如何启动的,仍旧谜团重重。不管怎么说,植物的小社会里除了争斗,还有着浓浓的亲情。
编辑/梁宇清
长久以来,人们都认为植物是简单之极的、由叶片和枝干(有些还没有枝干)拼凑起来的光合机器,就像那些太阳能电池板。可是越来越多的研究表明,植物不但会听、会看、会感觉,甚至还有一些古灵精怪的想法。
爱“看”光识季节
最近有报道说,波兰的科学家发现植物能记住光中所含的信息并对之“作出反应”。植物能把光的强度和质量等信息从一片叶子传送给另一片叶子,这种方式类似我们的神经系统。这些“电化学信号”是由作为植物“神经”的细胞传送的。一片树叶得到的光线信号会迅速传遍植物的全身,它们就是利用这种反应来应对季节和天气的变化,从而让自己构筑起防御季节性流行病的防线。
其实看光判断季节并不是什么新鲜事,春天桃花开,夏天荷花开,秋天菊花开,就是因为植物还会看每天太阳在天空中游荡的时间,保证它们在合适的季节开花。拿小麦来说,只有白昼时间,14个小时的天数超过20天,它们才能开花。更有意思的是,“感觉”光照时间变化的并不是花芽本身,而是那些绿油油的叶片。在叶片中有一种被称为FT的基因,只有叶片每天享受足够时间的日光浴,这个基因才会开始工作,产生作为催促花芽发育信号的mRNA。这些mRNA会被运送至茎尖部位,与掌管花发育的APl基因(掌控花萼和花瓣形成的基因)结合,促成花朵开放。
当然,并不是所有的FT基因都在长时间日照下工作,像菊花那样在秋天开花的植物,它们的FT基因就是在光照时间低于某个值时才工作的。所以,分成了长日照植物和短日照植物两大集团。
除了开花,聪明的植物依据光时钟的变化,早早地在北风吹来前,甩脱叶片睡觉了。这个时钟,就是细胞间隙中的钙离子,当日照变短时,这些钙离子会钻进细胞与掌管细胞生命活动的关键的酶和蛋白质结合起来,从而强制它们休息。这样一来,整个植物体都休息了。并且,这个过程与温度几乎无关,在针对杨树的实验中,科学家发现,只要保证光照时间,即使温度顺次降低,杨树叶也不会脱落:相反,如果光照时间逐渐缩短,即使有恒定的温暖湿润条件,杨树也照样甩脱叶片休眠了。
也许有同学会说植物能看光线是不稀奇的,谁让植物都是靠光合作用生存,本来就要跟光线打交道呢。但是植物能听见音乐,就不能不算是奇闻了,毕竟在它们身上找不到耳朵啊。
可是,越来越多的实验证明,植物听得见。有人朝着西红柿摁喇叭,结果结出的西红柿又大又甜:有人给种子听轻音乐,结果种子发芽的比率大大提升,难道它们真的能读懂音符,愉悦心情?
科学家试图以多种理论解释这种现象——有的认为,震动可以促使细胞快速分裂:有的认为声波可以刺激细胞核的活性,可惜都没有一个明确的实验来证明。直到2008年,韩国科学家发现声波可以影响水稻的两个关键基因,rbcs基因和Aid基因。声波就像魔术手,能操控这两个基因的开关,而且这两个基因对于水稻的产量都是很重要的。前者关系到水稻吸收二氧化碳的能力,而后者则是掌控着水稻种子内部蔗糖和淀粉的合成工作。水稻的籽粒的轻重都要看它们的眼色行事呢。
植物不光能听得见,还对音调有喜好。比如,上面介绍的两个水稻基因,只对频率为125赫兹的声音的刺激产生反应,对于50赫兹的声音却是充耳不闻。看来,这两个基因,还是喜歡高音(频率高,音调高)唱腔的听众。
很遗憾,我们看不见水稻基因的开启和关闭表达出的乐曲的喜好,但是跳舞草对声音的喜好表现在它们的“舞姿”上。随着一曲轻柔的《月光下的凤尾竹》,叶柄基部的两片小叶时而合拢,时而分离,轻柔地摆动。但如果是在旁边大吵大叫,任凭你的声音再大,跳舞草也会无动于衷。跳舞草的运动机理一直是个谜,并且它们是怎样分辨出规律性的动听乐音和嘈杂的吵闹声,仍然有待人们去探寻。
不给恶意客人准备午餐
除了会听、会看,植物对于直接的亲密接触,更是有独特的表现。它们甚至会分辨出恶意的触摸,直接改变自己的行为,并不是逆来顺受的弱者,烟草就是这样的一种植物。
虽然这个禁烟运动的惩治对象不那么讨人喜歡,可是它们要在自然界顽强生存下来,也少不了几手绝活。对于植物来说,一生最重要的就是开花结果了,烟草也不例外。要想结出高质量的种子,就需要雇用一些传播花粉的劳动力。对烟草来说,天蛾是个效率极高的劳动者,所以烟草也配合天蛾的作息时间,从傍晚开花一直绽放到清晨,不仅如此,烟草花还会释放出吸引天蛾的特殊花香。不过,这种和谐劳动维持不了多久,天蛾在得到花蜜报偿的同时还要耍点小把戏——它们会把一些虫卵产在烟草的叶片上,这些天蛾的毛毛虫一从卵里爬出来,就开始大吃大嚼,把烟草搞得千疮百孔。
被天蛾折腾得够呛的烟草把目光投向了同样能传播花粉并且只对花蜜感兴趣的蜂鸟。这些烟草改变了作息时间,晚上休息,上午开花,并且释放出的花香也减到了最低量。烟草花会降低花蜜中的糖含量。一切矛头都指向了背信弃义的天蛾。在断绝跟天蛾合作关系的同时,因为蜂鸟基本上没有什么嗅觉,并且它们喜歡花蜜含糖量低但供应量大的花朵,就这样,新的劳动关系形成了,蜂鸟取代了天蛾的位置。
在人工实验中,科学家将毛虫放到未被攻击的、且在夜晚开放的烟草植株上,8天之后,其中35%的花儿都是在上午开放的——与此相比,未遭毛虫侵袭的植物上午的开花率为11%。除了那些直接受到啃食的烟草会有这种反应,用毛虫分泌物刺激过的烟草也会表现出同样的改变。看来植物对亲密接触还是有自己的清醒判断的。
有时候,植物不仅仅是自己“一个人”在战斗,它们还会通风报信。生长在非洲的金合歡树就是善于合作反击的典范。当羚羊啃食第一棵金合歡树时,还能悠然自得,这时的金合歡叶子还是安全食品。不过,咀嚼叶片时释放出的乙烯,会像烽火台上点燃的狼烟一样将警报迅速传递到其他金合歡树。接到警报的金合歡树会迅速在叶片中准备化学武器——单宁酸,如果羚羊胆敢继续侵犯,轻则消化不良,重则危及性命了。所以,羚羊只能识趣地在一个区域些许进餐,然后再去乙烯“烽火”没有传到的地方觅食了。
除了一致地抗外,有些植物还能识别亲属。没办法,好的生存环境都是有限的,但是种子又几乎是无限的(想想每年柳絮和杨絮飘舞的日子,就知道这个世界有多少种子了)。这么多的种子扎在一堆,自然要争夺光线、争夺水分、争夺矿物质。战争一触即发。在以往,人们认为植物会不顾一切,拔高自己,打击其他同类,即使对从一个果子里出来的同胞兄弟,也不留丝毫情面。不过,最近的研究,颠覆了人们的认识。
凤仙花能识别出自己的亲人,当它们与同胞(同一个果实)生长在一起时,会安分地将根扎在自己的一个小范围内,绝不越界,这样就避免内讧造成的资源浪费。不过,一旦出现外来者,或者跑到陌生的群体中,它们就会尽可能地扩张根系和枝叶,将附近那些陌生的家伙赶走。科学家发现这种识别主要是通过根系分泌物中的信号因子达成的,但是这些信号的成分究竟是什么,又是如何启动的,仍旧谜团重重。不管怎么说,植物的小社会里除了争斗,还有着浓浓的亲情。
编辑/梁宇清