噓……聽聽植物們在偷偷說啥小秘密?

圖1為喬木狀沙拐棗。為了抵抗炎熱和干旱,喬木狀沙拐棗的葉子變形后,光合作用的功能轉交給了當年的新枝,這種新枝也叫“營養枝”或“同化枝”。

圖2為淡枝沙拐棗。淡枝沙拐棗比較耐嚴寒,在冬季極端氣溫-40℃以下也能安全越冬,毫無凍梢。它很聰慧的地方在于耐沙埋,枝條下部被沙埋后反而生長更迅速,且能快速在此處形成新的枝條。段士民 攝
常言道:大千世界,無奇不有??茖W家設若再給上些科技手段,更有匪夷所思、超出我們想象的事情發生。本月中旬就冒出了兩則很“科幻”的新聞:科學家首次與座頭鯨“對話”;植物會發出“聲音”進行交流。
前者報道的是美國的一個科研團隊最近利用水下揚聲器,與一頭座頭鯨成功地進行了“交談”,并錄下了一段座頭鯨與揚聲器“接觸”時的叫聲。據稱,這種“交流”展示了一種復雜的理解和互動水平,對于人類未來尋找地外生命具有重要意義。
后者引述以色列的一個科研團隊發表在《細胞》雜志上的論文,揭示了看似安靜的植物令人意外的一面:西紅柿和煙草在受干燥處理或莖被切斷時,會發出超聲波“尖叫”;而此前另有研究報告稱:菌類在暴露于光或化學物質中時會改變它們發出的電信號模式,植物的根共生時會發出信號。這些現象是否意味著植物有類似“對話”的互動呢?倘若我們“理解”了植物發出的“聲音”,比如說缺水,農業上豈不就可以做到精準灌溉了?
話題延伸開來,很有意思。
英國生物學家、進化論的奠基人達爾文曾寫道:“在生物的版圖中,我總是樂意贊美植物?!被赝参锏难莼罚瑑H就“繁殖藝術”而言,從“無性”到“有性”,從“雙性合璧”的異交到“自給自足”的自交,植物的生存智慧就已經超乎我們的想象。再看:根的出現解決了取水問題,讓植物可以脫離水域;維管束彼此交織連接,又讓植物體輸導水分、無機鹽和有機物質成為可能,進而使植物由“初等”向“高等”邁進。
或許可以說,植物是比我們一直以為的那樣演化得更好、更適應環境、更“智能”的物種,盡管“植物智能”這一提法頗有爭議。其實,早在20世紀初,就有科學家通過研究植物對各種刺激的反應,指出植物對所處環境會進行積極的探索,能夠學習并根據目標調節自己的行為。植物生理學近年來的發展,亦促成我們把植物當作有獲取、存儲、分享、處理和利用周圍信息能力的生物體來研究。一位學者甚至提出,如果把“智能”定義為解決生存中所面臨問題的能力,那我們真的就無法否認植物確實具備這些能力。
已有研究表明,即便沒有神經元,植物也還是能夠借助自身的感知和響應系統,出色地處理及整合信息,進而調控自己的生理、生長發育和形態建成。植物雖然不能像人和動物那樣可以通過運動去逃避逆境,但是它可以通過整合環境信息和自身生理活動,去積極努力地適應環境的變化。
荒漠之中,水是一種稀缺資源?;哪参锿ǔ6家蜒莼龈鞣N策略來應對缺水環境。在極度缺水的時候,許多植物都會進入休眠狀態。一旦有雨露滋潤,它們往往能夠迅速完成發芽、生長、開花、結實的整個過程。就形態而言,荒漠植物的葉表面積一般都縮小或退化了,或在演化中出現了“變態”,呈鱗片狀、刺狀,或呈無葉類型,這對降低植物的蒸騰速率大有裨益。
我在新疆見過一種荒漠植被重要的建群植物、防風固沙的“衛士”——沙拐棗,其葉子已縮小成托葉狀包裹在枝條的節間,導致枝條節間很短,生長時拐來拐去的,也使得這個“治沙先鋒”因此有了“拐棗”之名。尤為神妙的是,沙拐棗不僅可以由同化了的綠色嫩枝替代葉子功能進行光合作用,而且其枝條上還長出了一層蠟皮,借以規避高溫灼傷和水分散失。
事實上,沙拐棗屬植物豐富的多態性和可塑性,正是一種微進化和隨環境演化的表現。這也使得它成了生物學家眼中分類和進化基礎科學研究的“好材料”,竟能涉及經典分類學、物候學、繁殖生物學、細胞學、解剖學和分子生物學等多個學科,真是令人稱奇!那到底是一種怎樣的能力呢?
作者:尹傳紅




