章節6
植物情報傳遞之謎
許多動物能夠以不同的方式向自己的同伴傳遞一些信息,以表達自己的意願等,而“植物王國”裏也有信息傳送嗎?如果有,它們又是靠什麼來傳遞信息的呢?
美國華盛頓大學的兩位研究人員,用柳樹、赤楊和在短短幾個星期內就能把整株樹葉吃光的結網毛蟲進行實驗。他們把結網毛蟲放在一棵樹上,幾天內發現樹葉的化學成分有了某種程度的變化,特別是單寧含量有了明顯的增加。昆蟲吃了這種樹葉不易消化,於是,失去了胃口,便另去別處尋找可口的佳肴,從而保護了樹木自身。讓人大吃一驚的是:當做實驗的樹木遭到蟲害後,在65米距離以內,其它樹木的葉子在2~3天內也發現有相類似的變化,單寧含量增加,味道變苦,以此來防禦昆蟲對它們的侵害。實驗結果充分說明了植物之間是有信息聯係的。
1986年克魯格國家公園裏出現一件怪事。每年冬季,這裏的撚角羚羊有不少都莫名其妙地死去,但與它共同生活在一個地方的長頸鹿卻安然無恙。
原來,長頸鹿可以在公園範圍內隨意走來走去,長頸鹿可以到處挑選園內不同樹木的葉子。而撚角羚羊則被圈養在圍欄內,不得不限於吃生長在圍欄內的樹葉子。科學家還發現,長頸鹿仔細挑選它準備吃葉子的那棵樹,通常從10棵樅樹中選1棵。此外,它們還避開它們已經吃過的樅樹後迎風方向的樅樹。專家研究了死羚羊胃裏的東西,發現死因是它們吃進去的樹葉裏單寧含量非常高,這種毒物損害動物的肚髒。在研究長頸鹿胃裏的東西之後,他們發現,長頸鹿吃入的食物品種較多,所吃入的樅樹葉的單寧濃度隻有6%左右,而撚解羚羊胃裏的單寧濃度高達15%。
為什麼在同樣一些樅樹的葉子內,而在不同動物胃裏,單寧濃度不同呢?經研究,專家認為:樅樹用分泌更多單寧的方法來保護自己以免遭到動物吞食。在研究中他們還發現:當樅樹不止一次受到食草動物的侵襲時,樅樹能向自己的同伴發出危險“警報”,讓它們增加葉裏的單寧含量。收到這一信息的樹木在幾分鍾內就采取防禦措施,使樅樹葉子裏的單寧含量迅速猛增。
植物之間有傳遞“情報”行為,已被人們所公認,但它是如何傳遞的呢,它的“同伴”又是怎樣接收到它的“情報”的呢?還需要專家們進一步研究才能得知。植物神經之謎
自然界有些植物很敏感,在遇到外界觸碰刺激時,會像動物一樣做出十分快速的反應。比如含羞草在受到觸摸後,能在1秒鍾或幾秒鍾時間之內將葉片收攏。澳大利亞的花柱草,雄蕊像一根手指伸在花的外邊,當昆蟲碰到它時,它能在0.01秒的時間內突然轉動180°以上,使光顧的昆蟲全身都沾滿了花粉,成為它的義務傳粉員。捕蠅草的葉子平時是張著的,看上去與其它植物的葉子並無二致,可一旦昆蟲飛臨,它會在不到1秒鍾的時間之內像兩隻手掌一樣合攏,捉住昆蟲美餐一頓。眾所周知,動物的種種動作都是由神經支配的,那麼植物呢?難道植物也有神經嗎?
早在19世紀,進化論的創始人達爾文就在研究食肉植物時發現,捕蠅草的捉蟲動作並不是遇到昆蟲就會發生,實際上,在它的葉片上,隻有6根毛有傳遞信息的功能,也就是說,昆蟲隻有觸及到這6根“觸發毛”中的一根或幾根時,葉片才會突然關閉。信號以這樣快的速度從葉毛傳到捕蠅草葉子內部的運動細胞,達爾文因此推測植物也許具備與動物相似的神經係統,因為隻有動物神經中的脈衝才能達到這樣的速度。
20世紀60年代後,這個問題再一次成為科學家們研究的重點課題。
堅持植物有神經的是倫敦大學著名生理學教授桑德遜和加拿大卡林登大學學者雅克布森。他們在對捕蠅草的觀察研究中,分別測到了這種植物葉片上的電脈衝和不規則電信號,因此便推斷植物是有神經的。沙特阿拉伯生物學教授塞勻通過研究也認為植物有“化學神經係統”,因為在它們受傷害時會做出防禦反應。
但是也有許多學者不同意這一觀點,德國植物學家馮·薩克斯就是其中之一。他認為,植物體內電信號的傳遞速度太緩慢,一般為每秒20毫米,與高等動物的神經電信號傳遞速度每秒數千毫米根本無法相比,而且從解剖學角度看,植物體內根本不存在任何神經組織。
美國華盛頓大學的專門研究小組在研究捕蠅草時發現,反複刺激片上的“觸發毛”捕蠅草不僅能發出電信號,同時也能從表麵的消化腺中分泌少量的消化液。但僅僅據此,仍然無法確定植物體內一定具有神經組織。
所有植物都有應用電信號的能力,這已經被科學家們反複驗證。但是,因為植物的電信號都是通過表皮或其他普通細胞以極其原始的方式傳導的它並無專門的傳導組織,因此,相當多的學者認為,植物的電信號與動物的電信號雖然十分相似,但仍不能認為植物已經具備了神秘係統。植物到底有沒有神經,還有待人們進一步去研究探討。植物記憶力之謎
法國克蘭蒙大學有一位科學家叫瑪麗·狄西比,幾年前用金盞花做了一係列實驗,居然證明植物也有記憶力!
金盞花是一種一年生花卉,高約30~60厘米,整個植物都長有細毛,葉子是橢圓形的,大小相等,開黃色花朵,與菊花相似。這位科學家是這樣進行實驗的:她先找來兩盆金盞花,在它們剛剛發芽的階段用針在一盆金盞花左側的葉子上刺出4個小孔。5分鍾後,她把這盆金盞花的頂芽和葉子剪掉。過了一段時間,這棵金盞花長出了新的頂芽,但新長出來的葉子出現了明顯的差別,左側的一片葉子很小,右側的一片葉子卻很大;而沒有經過針刺的那盆花,長出的葉子仍然是對稱的。她認為金盞花是有記憶力的,它記住了那次針刺。後來,瑪麗·狄西比又進行了一次實驗。這次她選用一棵金盞花,先後進行了兩次針刺。第一次是在同一側的葉子上刺了4個小孔,然後剪去頂芽;在經過不同長短的時間間隔以後,她又分別在左右兩側的葉子上都刺出一個小孔,再剪去頂芽。由於第一次針刺與第二次針刺之間的時間間隔長短不一樣,結果就出了差別。如果兩次針刺的時間間隔很短,那麼,這棵金盞花就隻能“記住”後麵的針刺,就是說,它長出的葉子還是對稱的;但如果這兩次針刺的時間間隔很長,那麼,它就會“記住”第一次的針刺,而把第二次針刺“忘記”,就是說,它長出了左右不對稱的葉子。於是這位科學家認為植物的記憶力分為兩種:長期記憶和短期記憶,在某些條件下,植物的長期記憶要比短期記憶牢固。
瑪麗·狄西比進行了如此新奇的實驗,也得出了結論,但科學並沒有停止在她的實驗麵前,人們認為還應當進行更多的實驗,研究植物是怎麼保持了這種記憶的?它們有沒有神經係統?這就是一些還沒有揭開的謎。植物的“武器”