郎讀:植物究竟能否看到你?

2021-02-24 郎永淳



《植物知道生命的答案》(作者:[美] 丹尼爾•查莫維茨 )帶領我們進入不同種類的植物生活,吸引我們將其與人類的感覺相對比。

你是否想過,植物能看到你?

實際上,植物無時無刻不在監視著它周圍可以看到的環境。植物知道你是否走近,知道你什麼時候站到它們旁邊。植物還知道你穿的襯衫是藍色的還是紅色的,知道你是否給房子刷過顏色,知道你是否曾把它棲息的花盆從客廳的一端搬到另一端。當然,植物並不能像你我那樣能「看到」畫面。植物不能區別一位輕微謝頂的中年男子和一位長著棕色捲髮的微笑著的小女孩。但是,它們的確能夠通過多種辦法看到光,還能看到一些我們只能在腦子裡想像的顏色。

很奇妙對不對?

因為我們從來不知道,默默無語的植物,生命竟然這麼豐富,我們每天看他們的時候,他們也在看我們。

下面是《植物知道生命的答案》的書評

《觸及靈魂的美麗科學》

文/魔雲獸

我記得豆瓣上曾經有一個很好玩的帖子,內容只有兩句話:

  

向日葵白天跟著太陽轉,從東邊到西邊,那晚上幹什麼呢?

而且太陽下山時它頭在西邊,第二天早上怎麼回到東邊去?一個甩~~~頭嗎?

  

迅速腦補後,大家紛紛被戳中笑點,當然也有觀眾認真去解答了這個問題。向日葵當然不會甩頭,由於植物有向光性,又有生長素的作用,所以向日葵會隨著日照而改變自己朝向,植物學家測量過,其花盤的指向落後太陽大約12度,即48分鐘。太陽下山後,向日葵的花盤又慢慢往回擺,在大約凌晨3點時,又朝向東方等待太陽升起。

  

如果你滿足這個答案,說明你好奇心還不是非常強烈。好奇心強烈的人應該不滿足於此,應該會提出諸如此類的問題:植物的向光性到底是怎麼回事,它們用什麼來看到光。生長素到底是什麼東西,它們是如何作用於植物的。等等等等。歷史上擁有這些好奇心的傢伙很多成為出色的植物學家,為人類知識體系的豐富做出了卓越的貢獻。

  

我們現在所知道的植物學常識,看起來非常簡單。但是得到那個結論,背後所蘊含的過程與智慧是大部分人所不知道的。讀這本《植物知道生命的答案》會給你一種探索新地圖的感覺,它不光告訴你結論,他會告訴你這個結論是如何一點點得出來的,每一點點的進步都需要科學家有一顆細緻的心和強大的科學思維以及一點點運氣。接下來我舉個例子。

  

植物每時每刻都在變化姿勢,但是肉眼是看不清的。達爾文通過長時間的留意發現植物並不是靜止的,它的莖尖貌似在做運動。於是達爾文把一塊板子掛在一株植物的上面,然後隔幾分鐘就記錄一下莖尖的位置。連續幾天下來,就得到一群不同位置的點,按照時間順序可以明顯勾勒出來,莖尖在做一種迴旋式轉頭運動。(那時候還沒有延時攝影)

  

有一些植物的這種運動還很瘋狂。比如蠶豆苗,它畫的圓圈半徑有10釐米。而另外一些植物就略呆滯,比如草莓的枝條只能以毫米計。鬱金香大約四個小時轉一圈,一種叫做擬南芥的莖轉一圈短的要15分鐘,長的要24小時。

  

而且更有趣的是這種運動還會受外界因素影響,比如一個波蘭科學家瑪麗亞•斯託拉爾茲就很奇葩,她用打火機去燒向日葵的葉子,然後發現向日葵繞圈的速度竟然加速了。

  

達爾文發現這個旋轉的特點後,得出一個擬人化的結論,他認為植物迴旋轉頭是植物運動的驅動力。因為植物會搖頭,所以表現出明顯的向光性和向地性。

  

研究植物是個冷門,達爾文的這個結論估計也沒多少人太在意。直到大約80年之後,這一假說才受到挑戰。隆德技術研究所的多納爾德•伊斯雷爾森和安德爾斯•約翰森提出了一個替代的假說,認為植物的搖擺運動不是向地性的結果。

  

這和達爾文的觀點正好相反。這兩人認為在植物生長時,莖的位置發生變化後,每變動一點點,植物有一個反應的時間。比如植物正在向下長,本來應該向上,但是有延遲,等到反應過來已經超過了向下的線,於是以此類推,就這樣來回矯枉過正,循環往復造成了這個搖擺運動。

  

好了,那矛盾來了:

達爾文認為,這種迴旋式轉頭是所有植物的內秉行為;

但伊斯雷爾森和約翰森則認為:外力(包括重力)驅動了植物的圓圈舞。

  

如果是你,怎麼辦?

  

這時候科學思維就起作用了。如果達爾文的理論是正確的,這種運動是內驅的,那麼即使沒有重力,迴旋轉頭運動也會繼續進行;如果伊斯雷爾森和約翰森是正確的,那麼植物的迴旋轉頭運動在失重的情況下將不復存在。

  

但是怎麼製造失重的條件,這就確實需要一定的運氣了。這個問題拋出來如果太空技術不到位,那麼同時代的人就沒辦法驗證這個想法。

  

所以解決這個問題得等到20世紀。1983年,一個叫阿蘭•布朗的植物生理學家在哥倫比亞號太空梭上進行了他的植物實驗。太空人在軌飛行的時候監測了向日葵幼苗的運動,結果幾乎百分之百的幼苗都展現出旋轉生長的運動形態!也就是說在幾乎無重力的條件下。向日葵幼苗仍然像它們在地球上那樣繼續打著旋兒運動。

  

所以,達爾文勝利了。

  

但不要著急。

  

日本航天局的高橋忠幸及其同事曾經監測過一種特殊的牽牛花。這個牽牛花特殊在什麼地方呢?沒有內皮層,內皮層是牽牛花感知重力的重要部分。(植物感知重力靠的是體內一種叫平衡石的東西,科學家們曾經用磁場來改變平衡石在植物體內的位置,改變了位置後,那些正常生長的植物還真得就像豆瓣曾經的歪脖風一樣,植物們清一色偏向一側長。)失去內皮層的這個特殊的牽牛花不能進行這種螺旋運動。這個實驗結果有意思了,因為這正好支持伊斯雷爾森和約翰森則的理論:迴旋轉頭和向地性有關。

  

到底是內稟行為,還是外力導致的呢?高橋忠幸就這兩個矛盾結論給了一個推斷:飛船上的實驗是用在地球上已經萌發的種子做的,地球上形成的種子很可能和太空中形成的種子有不同的性狀,在哥倫比亞號上進行的實驗可能因為時間受限而影響了實驗結果。哥倫比亞太空梭上的實驗持續了10天左右。

  

高橋忠幸不太服氣。

  

長時間實驗的條件,直到千禧年後國際空間站慢慢健全才滿足。2007年安德爾斯•約翰森和他的挪威同事在空間站上進行了一項為期數月的實驗,他們把在空間站上萌發的擬南芥植株,種在一個設計好的密閉容器中。然後監測他們的運動。最終發現在失重條件下,擬南芥植株仍然展現出了螺旋狀的運動,只是幅度很小而已。但是這個圓周運動的半徑和運動速度都要比地球上的情況小,說明重力是增強這種內秉運動的必需條件。

  

科學家還做了對照實驗,這些失重的植物被放在了離心機裡,主要是用來模擬重力環境。科學家們又發現一旦離心機啟動,植物的迴旋運動就比較誇張,一旦停下來幅度就會變小。最終完美證明重力不是運動的必需條件,而是修飾和放大植物這種內在運動的必需條件。

  

達爾文是對的。

  

整個過程中的科學思維是多麼經典啊!那些趕上科技進步的科學家是多麼幸運啊!

  

當然,這本《植物知道生命的答案》並非只是冰冷的硬科普,它濃濃的人文關懷氣息簡直是無處不在。在這本書裡作者展示一個只有寧靜心靈才能傾聽的世界:植物會看、會聞、會觸摸、有記憶、能定位!這不是胡言亂語,每一個結論都有真實專業的科學依據!

  

最後我想說的是,人們對植物的這些好奇心,其實體現出來的是人類對生命的尊重。舉個例子來說,你能看到滿世界的植物,但只有當你把植物與人類類比,你才會有一些疑問產生,比如植物能看,能聽,或者他們有觸覺和味覺嗎?而正是這樣的好奇心驅使,歷代科學家才逐漸給我們揭示出一個令人驚嘆的植物世界來。

  

這本書會讓你增長知識,我相信他也會觸及你的靈魂。當你喝咖啡時,在紙上寫字時,蓋著被子取暖時,你可能會意識到這口咖啡是出自哪裡的咖啡豆呢,那張白紙又融合了多少植物的細胞壁,這暖融融的被子裡的棉花在幾年前也許正旺盛地長在中國北方的某片農田裡吧?

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