《植物知道生命的答案》读书笔记

  《金刚经》云:不应住色生心。不应住声香味触法生心。应无所住而生其心。

这是“意识”和“基因”的斗争,这是我们人之所以为人的关键所在。

那么同样是生命,植物是如何存在的呢?植物没有神经系统,没有大脑,那它和我们一样有“意识”吗?不知道。但是这本书告诉我们,它的基因和我们有很多共同之处,它能感知到这个世界,它有自己的视觉、触觉、听觉、本体觉,甚至还有记忆,这些现象敦促我们以新的方式思考声香味的本质,以及那个终极问题——我们是什么?

作者在每一章都是先解释人类对于视觉、嗅觉、触觉、听觉的感知机制:如何接受信息、传导信息、解释信息,并引发躯体反应的。接着描述对于没有神经系统的植物,他们又是如何感知外部世界,并以他们特有的方式做出反应。最后再比较我们和植物在感知方面的相似或差异之处。

阅读过程中有两点比较明显的感受:一是再次认识到基因的力量,这只看不见的手早已写好了游戏规则,画好了路线,我们能做的只是掷出骰子,在一到六之间随机出现个数字,按着既定路线或多或少的向前走几步。但与此同时,也更体会到意识的可贵,也许这是我们能影响随机数的唯一变量了吧;二是拓宽了视野,被科普了很多生物知识,大千世界芸芸众生,如果站在“众生”的角度,那是物竞天择的法则,可是换个角度,如果站在“世界”的角度,却该是在普度众生吧......

人类的视觉。第一步,眼睛接受光刺激。我们知道光是电磁波的一种,我们眼睛能接受的可见光只是电磁波光谱上很窄的一个区间,这是因为我们眼睛里叫做光受体的特殊蛋白质只能接受和吸收这些光的能量。其中一种蛋白质叫视杆细胞,它对光的明暗敏感,但看不到颜色;另一种叫视锥细胞,分别对红、绿、蓝三种光敏感。第二步,大脑对光刺激进行解释,将其构建为空间图像的生理感觉。

植物的视觉。

“植物具有向光性。蓝光是诱发植物向光性的主要颜色。”

“植物的向光性是光照射到植物苗稍的结果(其他部位不具备向光性)。苗稍见到光,把信息传递到植物中部,使它向着光的方向弯曲。”

“光周期现象的实验证明,植物测量的不是白昼的长度,而是连续的黑暗时期的长度。”

“植物能够区分颜色:它们靠蓝光知道向哪个方向弯曲,却靠红光测量夜晚的长度。”

“植物中存在一种叫做光敏色素的光受体,它就是一个光激活的开关。红光使光敏色素活化(开花),转化为能够接收远红光的形态。远红光使光敏色素失活(不开花),转化为能够接收红光的形态。”

“光敏色素存在于植物的叶子中,它接受了光的提示,便发出一个移动信号,在整株植物体内散播开来,由此就可诱发开花。”

“我们的眼睛中有四种不同类型的光受体:感知明暗的视紫红质,感知红、蓝和绿光的三种光视蛋白。另外还有第五种光受体,叫作隐花色素,作用是调节生物钟。”

“拟南芥至少有十一种不同的光受体。所以,在感知水平上,植物的视觉要比人类视觉复杂得多。”

“植物可以察觉人类可见的(和不可见的)电磁波。我们只能感知波长范围较窄的一段电磁波,植物却能感知到波长更短或更长的电磁波。”

“动物和植物都含有叫作隐花色素的蓝光受体,其主要功能就是根据光照来重新调节我们的昼夜节律钟。”

“早在动物界和植物界分道扬镳之前,在单细胞生物中就已经演化出了昼夜节律钟......后来,以这种所有生物都共同具备的光受体为起点,生物的光感继续演化,便在植物和动物体内形成彼此有别、各具特色的两套视觉系统。”

人类的嗅觉。我们的鼻子里面分布着数以千计的受体,每一种受体都专供感知一种独特的挥发性化学物质,如同每一把钥匙都能打开对应的一把锁,目前科学家已经记录了数百种单元性的气味物质,更多的还在探索。嗅觉失灵就是部分受体失效了,或者传导给神经系统进行解释时出故障了。

植物的嗅觉。

为什么与香蕉放在一起的水果更容易熟透?为什么划破的无花果能让更多无花果成熟?为什么煤油烟或线香产生的烟能让梨子橘子熟的更快?因为植物能嗅到乙烯,而乙烯是使果实成熟的通用植物激素,以上行为都产生了乙烯。

菟丝子(网上搜了一下,该植物既是中药药材,还出现在诗经和李白的诗里,还挺烂漫)没有叶子,没有叶绿素,不能进行光合作用自产粮食,是一种寄生植物,从宿主上汲取营养甚至榨干宿主。这里不讨论菟丝子的烂漫或狠毒,讨论的是她作为无根无腿的植物是如何寻找宿主的。作者告诉我们,菟丝子能嗅到叫作β-月桂烯的化学成分,就像动画片猫和老鼠里随着香味飘来飘去的杰瑞一样,朝着她喜欢的味道的源头弯曲、生长、打转,甚至穿过孔洞,直到缠上目标的茎,把她微小的突起刺入目标的韧皮部,吸取糖分,然后继续生长,寻找下一个宿主。

植物还能够通过气味来通讯。树木在他的部分叶片受到昆虫咬噬,或细菌侵害,或因为其他原因受到损伤时,会释放气味,警告其他叶片、甚至其他相邻的树木,其他健康的树木和叶片接到信息后做出反应,开始进行多种方式的防御(比如制造大量水杨酸),或者让昆虫觉得叶子难吃,或者杀死细菌,或者组织细菌扩散等等。是不是像极了烽火台的狼烟?

人类的触觉。人类的触觉实际上是躯体的两个相互独立部分的活动的结合——其一是感知压力的细胞,能把压力转换为电化学信号;其二是脑,处理这些电化学信号,将其转换为不同类型的感觉,并引发躯体反应。

“神经传递的原理,对于所有神经细胞来说都是一样的——电,或者说电化学反应。”

“泰诺和其他止痛药的止痛原理在于,他们能专门减弱来自痛觉感受器的信号,但不会减弱来自机械感受器的信号。”

“刺瓜藤的藤曼可以感受到重仅0.009盎司(约0.25克)的细丝的重量。大多数人只有在手指上的细胞重量达到0.07盎司(约2克)时才能感受到它的存在。”

植物的触觉。

捕蝇草:捕蝇草可以像所有绿色植物那样进行光合作用,但是它们兼能食肉,靠动物蛋白来补充伙食。它的捕虫器闭合的速度是惊人的:可以在不到十分之一秒的时间内合拢。合拢后会分泌消化液,将猎物溶解吸收。在捕虫器瓣片内侧的粉红色表面生有几根巨大的黑毛,这些毛是触发器,能触发捕虫器突然闭合,但是只有一根毛被触碰还不足以使捕虫器闭合,必须有至少两根毛被触碰,时间间隔大约在20秒之内才行。这样既保证了不会因为下雨刮风不停闭合,又保证了猎物具有理想的个头。电刺激本身是捕虫器关闭的引发信号。

含羞草:含羞草叶子中有一群细胞构成被称为叶枕的结构,是能使叶子运动起来的活动细胞。就像微型的水泵把水分泵入泵出细胞来控制细胞壁上的压力大小,充满水分时叶子就张开,失水时压力骤降,叶子就折叠起来。我们触碰含羞草时产生的活动电位就是告诉细胞应该泵入水还是泵出水的关键信号。

触碰不利于植物生长。在植物生理中,由触碰引发的生长迟滞是一种普遍现象。作为对触碰的反应,这种迟滞生长具有演化适应性,增加了植物在常常甚为剧烈的多重环境扰动中存活下来的概率。无论是我们人类的触摸还是自然界风雨的影响,都会大量激活植物中迟滞生长的基因。

所以如果想要你的花晚一点绽放,你就每天去抚摸它,跟它说说话。哦,不对,下一章作者说了,植物是没有听觉的,再多的情话再好听的音乐,植物们都无法感受到。

人类的听觉。“听觉”的一般定义是“由耳朵之类的器官察觉振动、感知声音的能力”。我们的内耳中有对触碰敏感的毛细胞,从胞体延伸出毛状的细丝,叫作静纤毛,在被空气压力波(声音)击中时会弯曲,从而感知到声音。人类听觉是两个解剖学事件的结果:耳中的毛细胞接收声波;脑处理信息,使我们能对各种声音做出反应。

植物的听觉。

目前所有的实验和证据都表明:植物是聋子,它们在演化中不需要听觉。

植物是如何知道身在何处的?

植物能分辨上下,也就是说植物能感受到重力。植物的地下和地上部位是利用不同的植物组织察觉重力:在根中察觉重力的是根尖,在茎中则是内皮层。具体的说植物是通过根尖或内皮层中的平衡石来感知重力,正如我们通过耳朵中的耳石来刺激我们的平衡感受器一样。

达尔文早就发现:所有的植物都在做重复性的螺旋状摇摆运动,即“回旋转头运动”。如今实验证明:重力并不是回旋转头运动的必需条件,回旋转头运动是植物的内秉行为,只是在重力条件下该行为能得到最充分的表现。

人类的记忆。人类的记忆包含三个层次:最低层次是程序记忆,是对如何做出身体动作的非言语性记忆,它依赖于感知外部刺激的能力(比如跳进池子之后就想起如何游泳);第二个层次是语义记忆,是对概念的记忆(比如我们在学校里学习的大多数课程);第三个层次则是情景记忆,这是对过去所经历事件的记忆。所有形式的记忆的共同之处在于它们都包括形成记忆(编码信息)、保持记忆(存储信息)和提取记忆(重新获得信息)的过程。

植物的记忆。

植物很明显不具备语义和情景记忆,但是植物能够感知和回应外部刺激,所以植物应该具有程序记忆能力。比如捕蝇草对被碰触毛的20秒短时记忆;植物种子对“春化”(冷冻处理)过程的长时记忆。

植物明显具有储存和提取生理信息的能力,可以描述为三个过程:形成事件记忆、把记忆保留一定时间、在一个较晚的时间点为了专门做出某种发育反应而提取记忆。

如果植物拥有记忆,那么是否等于它们拥有一点点的意识?所以,当你下一次在公园漫步时,不妨花几秒钟时间自问一下:花儿看到了什么?小草闻到了什么?它们在很久以前和我们拥有一样的基因,如今它们以自己的方式生存着,和我们一样。

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