植物如何感知？這是一本引人入勝的新書(shū)zui核心的問(wèn)題，這本書(shū)名為《一株植物所知道的》，作者丹尼爾是特拉維夫大學(xué)嗎哪植物科學(xué)中心的總監(jiān)。他認(rèn)為，一株植物可以看到、聞到和感覺(jué)到。當(dāng)受到圍攻的時(shí)候，它會(huì)建立防衛(wèi)，并警告它的鄰居路上有麻煩。甚至可以說(shuō)，植物擁有記憶。但是這是否可以說(shuō)植物會(huì)思考——或者說(shuō)某人可以談?wù)摶ɑ艿?ldquo;神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)”？丹尼爾回答了來(lái)自《心智問(wèn)題》編輯加雷斯·庫(kù)克的問(wèn)題。

1、你*次是如何對(duì)這個(gè)課題感興趣的？

我對(duì)植物和人類(lèi)意識(shí)對(duì)比的興趣，肇始于1990年代中期，當(dāng)時(shí)我在耶魯大學(xué)鄧興旺實(shí)驗(yàn)室，作為一名年輕的博士后研究生。我的興趣在于研究一種生物學(xué)過(guò)程，而它是植物所*的，與人體生物學(xué)無(wú)關(guān)（很可能是作為一種對(duì)我家庭中的其它六位“博士”的回應(yīng) ，他們?nèi)际轻t(yī)生）。因此我被驅(qū)使著去研究植物是如何感知光，以控制它們的生長(zhǎng)。

有一件事人們已經(jīng)知道了數(shù)十年，植物對(duì)光的利用不僅在于光合作用，而且把它作為一個(gè)改變植物生長(zhǎng)方式的信號(hào)。在我的研究中，我發(fā)現(xiàn)了一種植物必需的*的基因組，它決定植物是在陽(yáng)光下，還是在陰暗里。當(dāng)我們報(bào)告了我們的發(fā)現(xiàn)，看起來(lái)這些基因是植物王國(guó)所*的，這很好的滿足我的愿望，避免了任何和人體生物學(xué)有關(guān)的東西。但是非常令我驚訝，而且讓我大失所望，后來(lái)我發(fā)現(xiàn)相似的基因組同樣是人體DNA的一部分。

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這就導(dǎo)致了一個(gè)顯而易見(jiàn)的課題，及這些似乎是“植物*”的基因在人體中做什么？很多年后，如今我們知道這些相似基因在動(dòng)物中非常重要，它作用于細(xì)胞分裂的時(shí)間選擇，神經(jīng)軸突生長(zhǎng)，以及免疫系統(tǒng)功能正常。

但是zui令人驚訝的，這些基因同樣控制動(dòng)物們對(duì)光的反應(yīng)。盡管我們像植物一樣，不會(huì)改變對(duì)光的反應(yīng)的形式，但是我們受到體內(nèi)的時(shí)鐘水平的影響。我們內(nèi)部的生物鐘讓我們保持一個(gè)24小時(shí)的生活節(jié)奏，這就是為什么當(dāng)我們繞著地球飛了一半的時(shí)候，我們會(huì)有時(shí)差反應(yīng)。但是這個(gè)鐘可以被光重置。數(shù)年前，我在紐約大學(xué)和賈斯汀.布勞合作，展示了突變的果蠅因?yàn)槿鄙龠@些基因而失去了感知光的能力。換句話說(shuō)，如果我們改變它們的生物鐘，它們依然會(huì)保持時(shí)差反應(yīng)。

2、人們對(duì)于植物的想法應(yīng)該改變，對(duì)此你怎么看？

人們應(yīng)該意識(shí)到植物是復(fù)雜的生命體，它們是豐富的、有感知的生命。你知道，我們中的很多人把植物當(dāng)作是無(wú)生命的對(duì)象，跟石頭沒(méi)有多少區(qū)別。甚至許多人用絲綢花替代真花，或者用人工的圣誕樹(shù)當(dāng)作活的，這些事實(shí)就是我們對(duì)待植物的典型的方式。我知道不會(huì)有任何人用玩具狗來(lái)取代真的狗。

但是，如果我們意識(shí)到，所有植物生物學(xué)都?xì)w結(jié)于 “根” 對(duì)植物的進(jìn)化約束，“根”使植物無(wú)法移動(dòng)，這時(shí)我們可以開(kāi)始領(lǐng)悟一直蘊(yùn)含于葉子和花中的極其復(fù)雜的生物學(xué)。根是一種巨大的進(jìn)化約束。它意味著植物不能擺脫惡劣的環(huán)境，不能因?yàn)閷ふ沂澄锘蛘吲渑级苿?dòng)。因此植物必須發(fā)展了非常靈敏的、復(fù)雜的感知機(jī)能，以使它們?cè)谒蚕⑷f(wàn)變的環(huán)境中生存下去。我的意思是，如果你感到饑餓或者口渴，你可以走到zui近的酒吧。如果你熱了，你可以向北移動(dòng)，如果你正在尋找伴侶，你可以出去參加聚會(huì)。但是植物是不能動(dòng)的。它們需要看到它們的食物在那里。它們需要感覺(jué)天氣，而且它們需要嗅到危險(xiǎn)。然后它們需要能夠綜合所有這些動(dòng)態(tài)的、變化的信息。我們沒(méi)有看到植物移動(dòng)，但這并不意味著在植物體中沒(méi)有一個(gè)豐富的、動(dòng)態(tài)的世界。

3.你說(shuō)植物擁有嗅覺(jué)？

當(dāng)然。但是為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們必須為我們自己定義什么是“嗅覺(jué)”。當(dāng)我們聞東西的時(shí)候，我們感覺(jué)到一種混合在空氣中的揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)，然后以某種方式對(duì)這種氣味作出反應(yīng)。在植物界，zui明顯的例證，就是在水果成熟期間所發(fā)生的事情。你也許聽(tīng)說(shuō)過(guò)，如果你把一個(gè)成熟的水果和一個(gè)不成熟的水果放在同一個(gè)袋子里，那個(gè)不成熟的水果會(huì)熟的更快。之所以發(fā)生這種事，是因?yàn)槌墒斓乃蚩諝庵嗅尫乓环N催熟信息素，未成熟的水果聞到它，然后開(kāi)始自我催熟。這不僅僅發(fā)生在我們的廚房里，而是甚至主要是發(fā)生在大自然中。當(dāng)一個(gè)水果開(kāi)始成熟，它釋放一種被稱(chēng)為乙烯的激素，這種激素被鄰近的水果感覺(jué)到，直到整棵樹(shù)和整個(gè)果園以基本同步的方式成熟。

植物利用嗅覺(jué)的另一個(gè)例子是，一種名為菟絲子的寄生植物如何找到食物。菟絲子不能進(jìn)行光合作用，所以只能依靠其他植物生存。它尋找寄主的方法就是依靠嗅覺(jué)。一株菟絲子可以檢測(cè)由鄰近的植物釋放在空氣中的微量的化學(xué)物質(zhì)，并且將挑選感覺(jué)zui合口味的。在一次典型的試驗(yàn)中，科學(xué)家向我們展示，菟絲子喜歡番茄勝過(guò)小麥，因?yàn)樗矚g番茄的味道。

4、那么聽(tīng)覺(jué)呢？

這稍微有些棘手，因?yàn)榇罅康难芯恐С诌@樣的觀點(diǎn)，即植物擁有視覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)和觸覺(jué)，但是對(duì)于植物聽(tīng)覺(jué)能力的支持，則間接的來(lái)自于一些道聽(tīng)途說(shuō)的軼聞，比如音樂(lè)可以影響植物的生長(zhǎng)。我們中很多人聽(tīng)到過(guò)這樣的故事，植物在播放古典樂(lè)的房間里生長(zhǎng)茂盛。然而，說(shuō)得委婉些，很多關(guān)于音樂(lè)和植物的研究，都不是由植根于科學(xué)方法的研究員實(shí)施的。不用驚訝，在大多數(shù)試驗(yàn)中，正如試驗(yàn)者樂(lè)于見(jiàn)到的，植物在音樂(lè)中生機(jī)勃勃。

按照一種進(jìn)化的觀點(diǎn)，也許植物真的不需要聽(tīng)覺(jué)。聽(tīng)覺(jué)給人類(lèi)和其他動(dòng)物建立的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)是作為一種方法，讓我們的身體提醒我們潛在的危險(xiǎn)狀況。我們?cè)缙诘娜祟?lèi)祖先，可以聽(tīng)到危險(xiǎn)的肉食動(dòng)物迫近他們時(shí)穿越森林的聲音，正如我們今天可以聽(tīng)到疾馳而來(lái)的汽車(chē)的馬達(dá)聲。聽(tīng)覺(jué)還使個(gè)人之間、動(dòng)物之間能夠快速的交流。大象可以在轟鳴的環(huán)境中和長(zhǎng)途跋涉的旅行中，通過(guò)發(fā)出次聲波找到數(shù)英里之外的同伴。丟失在大洋里的海豚幼崽，可以發(fā)出悲傷的啾啾聲，讓海豚媽媽找到它。這些情形的共同點(diǎn)，就是聲音可以使信息的交流和響應(yīng)更快速，它經(jīng)常被用到——從火災(zāi)中逃生，躲避襲擊，找到家庭。

但是植物是生根的、固定的生物體。它們可以向太陽(yáng)生長(zhǎng)，向大地俯身，但是它們不能逃跑。它們不能逃離。它們不能隨季節(jié)遷移。如上所說(shuō)，我們?cè)谖覀兊氖澜缰惺褂玫穆曇粜盘?hào)，對(duì)植物來(lái)說(shuō)是無(wú)關(guān)的。

盡管如此，我必須就我所聽(tīng)到的來(lái)指出，一些zui近的研究顯示，植物也許可以對(duì)聲音作出回應(yīng)。不是對(duì)音樂(lè)，那對(duì)一株植物來(lái)說(shuō)是不相關(guān)的，而是對(duì)某種振動(dòng)。拭目以待，這會(huì)非常有趣。

4、植物之間相互交流嗎？

就基本層面來(lái)說(shuō)，是的。但是我猜想它關(guān)乎于你是如何定義交流的。毫無(wú)疑問(wèn)，植物對(duì)來(lái)自其它植物的提醒作出回應(yīng)。比如，如果一棵楓樹(shù)收到臭蟲(chóng)的攻擊，它會(huì)向空氣中釋放一種信息素，使鄰近的楓樹(shù)檢測(cè)到。這使得收到信息素的楓樹(shù)開(kāi)始產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)，幫助它竭力避免即將發(fā)生的臭蟲(chóng)攻擊。因此從表面判斷，這是毫無(wú)疑問(wèn)的交流。

但是我認(rèn)為我們依然必須問(wèn)到動(dòng)機(jī)的問(wèn)題（我們?cè)诿枋鲋参锏臅r(shí)候是否可以使用這個(gè)詞，請(qǐng)遷就我一下）。是否樹(shù)們之間的交流，意味著受攻擊的樹(shù)提醒它周?chē)臉?shù)？或者它可以做的更巧妙嗎？也許另一個(gè)說(shuō)法更有意義，即受到攻擊的樹(shù)枝，正在和同一棵樹(shù)上其它的樹(shù)枝交流，以做出自救的努力，而此時(shí)那些鄰近的樹(shù)，恰好竊取到這種信號(hào)并從中獲益。

關(guān)于這種類(lèi)型的交流，還有其他的例證。比如，一項(xiàng)zui近的研究顯示，植物之間的交流，還可以通過(guò)在根與根之間傳遞信號(hào)。在這種情況下，“講話”的植物已經(jīng)受到了干旱的威脅，而它“告訴”鄰居做好準(zhǔn)備以應(yīng)對(duì)缺水。我們知道這種信號(hào)通過(guò)根傳遞，是因?yàn)檫@從來(lái)沒(méi)有發(fā)生在兩個(gè)相鄰的罐養(yǎng)的植物之間。它們必須擁有相鄰的根。

5、植物擁有記憶嗎？

很確定的，植物擁有多種不同形式的記憶，和人一樣。它們擁有短期記憶、免疫記憶甚至隔代記憶！我知道，對(duì)于有些人來(lái)說(shuō)這是一種難以理解的觀念，但是如果記憶承擔(dān)的功能包括形成記憶（編碼信息），保留記憶（存儲(chǔ)信息），喚醒記憶（取回信息），那么植物的確記得住。比如，捕蠅草為了閉合，需要其葉子上的感覺(jué)毛有兩根被昆蟲(chóng)觸碰到，所以它得記住*根感覺(jué)毛已經(jīng)被觸碰了。但是這個(gè)過(guò)程只持續(xù)約20秒，然后它忘記了。小麥的幼苗在開(kāi)始成長(zhǎng)孕育果實(shí)之前，要記得它們已經(jīng)度過(guò)了冬天。一些承受惡劣條件的植物遺傳給子孫的，是對(duì)同樣惡劣條件的更強(qiáng)的抵抗力。zui近的研究顯示，一種類(lèi)型的跨代記憶同樣存在于動(dòng)物中。存在于捕蠅草中的短期記憶是基于電流的，很像神經(jīng)活動(dòng)，而長(zhǎng)期記憶是基于實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)——基因活性的改變，不需要DNA編碼的改變，依然可以從父輩傳給下一代。

6、那么，你會(huì)說(shuō)植物“思考”嗎？

不，我不會(huì)，這只是我自己的想法。對(duì)我來(lái)說(shuō)，想法和信息處理是兩個(gè)不同的概念。既然這真的已經(jīng)接近哲學(xué)，因此在這里我必須慎重一些，但是我認(rèn)為決心明確的想法需要一顆高度發(fā)達(dá)的腦袋和自知意識(shí)，或者至少是認(rèn)知意識(shí)（自知意識(shí)：我們想到自己記住了某物時(shí)頭腦中產(chǎn)生的這種意識(shí)狀態(tài)是自知意識(shí)，它是回憶的，并具有具體情節(jié)）。在我的理解中，植物展示的失知意識(shí)的元素中不包括思考的能力（失知意識(shí)：語(yǔ)義性和非回憶性的）。即便從一株植物因?yàn)闆](méi)有大腦而感覺(jué)不到疼痛，我就不認(rèn)為它會(huì)思考。

7、在植物的行為和人類(lèi)大腦的行為之間，你看到任何相似之處嗎？可以建立不包括神經(jīng)元的植物神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)嗎？

首先，盡管冒著被zui親近的朋友嘲笑的風(fēng)險(xiǎn)嗎，我認(rèn)為植物神經(jīng)生物學(xué)作為學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)是可笑之極的，就好像我們說(shuō)人體花卉生物學(xué)。植物沒(méi)有神經(jīng)，正如人類(lèi)不長(zhǎng)鮮花。

但是，你無(wú)需為了細(xì)胞之間的通訊以及信息的存儲(chǔ)和處理而擁有神經(jīng)細(xì)胞。即便在動(dòng)物中，也不是所有的信息都由大腦處理或存儲(chǔ)。大腦在復(fù)雜動(dòng)物的高階處理過(guò)程中占主導(dǎo)地位，而不是在簡(jiǎn)單動(dòng)物中。植物的不同部分通過(guò)細(xì)胞、生理和環(huán)境狀態(tài)相互溝通。比如，根的生長(zhǎng)依賴于一種荷爾蒙激素信號(hào)，它由嫩枝的頂端產(chǎn)生并傳輸?shù)秸谏L(zhǎng)的根。葉子傳送信號(hào)至嫩芽的頂端，告訴它們開(kāi)始形成花朵。諸如此類(lèi)，如果你真的想做一些類(lèi)比，植物整體就類(lèi)似于大腦。盡管植物沒(méi)有神經(jīng)細(xì)胞，但是植物產(chǎn)生刺激神經(jīng)組織的化學(xué)物質(zhì)，并能被其影響。比如，谷氨酸受體是一種人類(lèi)大腦必須的神經(jīng)受體，它用于記憶的形成和學(xué)習(xí)。雖然植物沒(méi)有神經(jīng)細(xì)胞，但它們的確擁有谷氨酸受體，而且讓人匪夷所思的是，抑制人體谷氨酸受體的藥物，對(duì)植物同樣有效。通過(guò)研究植物體中的這些蛋白質(zhì)，科學(xué)家們已經(jīng)知道谷氨酸受體如何在細(xì)胞的通訊中起到媒介的作用。因此，也許這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該和神經(jīng)生物學(xué)家討論，是否可以建立一門(mén)人體植物學(xué)，不包括花兒。

達(dá)爾文，偉大的植物研究者之一，提出了如今名為“根大腦”的假說(shuō)。達(dá)爾文提出，根的頂端——我們稱(chēng)之為分裂組織的部分，扮演著低等動(dòng)物大腦的角色，接受感覺(jué)輸入并指揮行動(dòng)。一些現(xiàn)代研究團(tuán)體依然在延續(xù)這條研究路線.