植物有感觉吗

植物有感觉吗

植物是不是也像动物那样,会对周围的环境作出反应,趋利避害?对于这一点,人们有不同的看法。

燕麦长“眼睛”

燕麦竟然也有“眼睛”?燕麦的“眼睛”其实是构成燕麦植株的细胞上的光感受器。依靠自己的“眼睛”,燕麦不仅能“看见”光,而且还能感受到光的波长、光照的强度和时间。不仅燕麦有“眼睛”,所有的植物都有“眼睛”。正因为如此,植物才能适时控制开花,变换叶子和根的生长方向。

20世纪初,欧洲的植物学家忽略了植物“眼睛”的作用,结果吃了大亏。起先,他们千方百计培育只长叶子不开花的烟草,以提高烟叶产量。但不开花就得不到好的烟草种子,人们只能在冬天到来之前把烟草搬入温室,让烟草在温室里开花结籽。烟草为什么只在温室开花?多次的实验证明,是光照的长短影响了烟草的开花。

50年代,我国东北的试验田曾试种过来自南方的水稻良种,它们长得像牧草那样茂盛,可就是不抽穗扬花,最后弄得颗粒无收。而东北的水稻良种引种到南方,往往连种子都捞不回来。这些都是忽略了植物“眼睛”的缘故。

近年来,植物学家加紧了对植物“眼睛”的研究,从而发现全世界的植物可分为白天光照需超过12小时和少于12小时的长日照植物、短日照植物以及对光照并不苛求的中性植物。科学家还发现植物“眼睛”比较喜欢天然阳光,而且各类植物偏好不同的光,譬如,清晨浅红色的阳光能使生菜籽发芽,黄昏时暗红的阳光则使发芽停顿。

经过不懈的努力,最近人们终于从植物细胞内提取出含量甚少(30万棵燕麦苗中只含几克)的感光视觉色素——一种带染色体的蛋白质,它就是植物的“眼睛”。染色体使蛋白质呈现蓝光,因而使“眼睛”具有吸收光的能力,对不同波长的光作出化学反应。如藻类能对红光、橙光、黄光和绿光都产生反应。清晨当太阳升起时,“眼睛”看到了浅红光就显得异常活泼。黄昏时分天边出现暗红色,视觉色素变得迟钝,植物就闭上了“眼睛”。

进一步研究还发现,因为有了“眼睛”,植物的全身有着灵敏的感觉系统,对光产生各种反应:有一种藻类用“眼睛”根据光照的强弱和角度,在水中游动,甚至可以旋转90°。一些蓝藻为了寻找适宜的光照,还能在水中漫游,邻近的植株遮住了光线,“眼睛”就“命令”植物尽快生长,超过障碍,以求得充足的阳光。

人们利用细胞生物学的最新成果找到了植物的“眼睛”,但对它的了解尚嫌粗浅,要彻底揭开这个秘密,还得依靠科学家们的不懈努力。

植物会表达自己的“感情”吗

1966年2月,美国中央情报局的工作人员巴克斯特在给天南星科植物浇水时,脑子里忽发奇想:能不能用测谎器测试一下植物的情绪变化?想不到,当水缓缓浇下时,测谎器的曲线当真急剧上升。这情形和人激动时测得的曲线一模一样。

巴克斯特改装了一台记录测量仪,将仪器与植物相联系。他划着一根火柴靠近植物,记录仪的指针猛烈晃动,植物出现了恐惧“心理”。在类似的实验重复多次以后,植物才渐渐减轻了恐惧心理。它似乎也知道,那只是一种威胁。

巴克斯特又将几只活海虾丢入放在植物旁的沸水中,刹那间,植物又陷入极度恐慌。为了排除可能发生的干扰,他不定期地将一只海虾投入沸水,每隔1/10秒记下一个实验结果。将三台仪器和三棵植物分放在三间实验室并与外界隔离。所有的结果都证明,海虾被投入沸水6~7秒钟后,每一棵植物都表现出最强烈的反应。

巴克斯特的实验在世界上引起了轰动,因为它表明,植物不仅对外界刺激有情绪波动,而且能感受到附近动物的情绪变化。可美国化学博士麦克·弗格认为这是天方夜谭,但在他重复和改进巴克斯特实验后,却成为巴克斯特坚定的支持者。弗格还发现植物不仅对火焰烘烤和被撕下叶片有反应,而且还可能猜度到人们想破坏它的心理。

前苏联学者维克多·普什金也用实验证实了植物具有“感情”。普什金先在一个受试者身上施用催眠术,再将他的手放在植物前,最后把人和植物用脑电仪相连。图象表明,人和植物同时表现高兴或沮丧的反应:受试者高兴,植物便竖起叶子,舞动花瓣;受试者因听说寒冷而瑟瑟发抖,植物则颤抖不已;受试者情绪不佳,植物也垂下叶子以示沮丧。

一系列的实验引起人们对植物是否存在“感情”这个问题展开激烈的争论。赞成者认为,巴克斯特、弗格和普什金等人的试验已足以证明植物存在感情。稍后,专家们的实验结果更能说明问题,他们每天对莴苣和大豆播放音乐,莴苣和大豆的长势远比不听音乐的好。反对者认为,植物并非动物,至少到目前为止,在植物中还未发现完整的神经系统,因而它们很难感受信息和表达自己的感情。看来,真正的答案还有待于进一步的探索。

发出呼救信号

轮船、飞机失事时常发出“SOS”的紧急呼救信号。你可知道,植物也会发出呼救信号。

20世纪70年代的一天,一位澳大利亚科学家在一块旱情严重的大田里意外地听到了受旱庄稼“咔嗒咔嗒”的紧急呼救声,进一步测量后,人们发现呻吟声竟是由植物体内导管震动所引起的。一位英国教授重复澳大利亚人的实验,他将微型话筒放在植物基部,也听到了植物的呼叫声。

1980年,美国亚利桑那大学的威廉·金斯勒及其同事,在一个干旱的峡谷中用遥感装置监听植物生长发出的电信号时,发现植物在进行光合作用时会发出特殊的电信号。尔后,科学家在研究受害虫袭击的柳树时发现,这些植物会向周围树木呼救,其形式为散布挥发性的化学物质。

最近,英国学者罗德和日本专家岩尾宪三为了更彻底地了解植物“语言”的奥秘,特意制造出一种别出心裁的“植物活性翻译机”。这种机器只要连接放大器和合成器,人就能直接听到植物发出的形形色色的声音。当处在黑暗中的植物突然受到强光照射时,就会发出表示“惊讶”的声音;当植物遇到变天或缺水时即发出低沉、可怕、混乱而又“痛苦”的声音。原先叫声难听的植物经受阳光的照射或雨水浇灌后,声音就变得轻松多了。植物活性翻译机不仅可用于测量植物对环境污染的反应和诊断植物本身的疾病,而且还可用作人类与植物“对话”的工具。

植物学家虽已初步了解植物的“语言”,但要彻底揭开这个谜尚需充分的时间。

爱听音乐的植物

人们常用“对牛弹琴”一词来比喻白费劲。现代科学告诉我们,对奶牛弹琴放音乐非但不白费劲,还能增加牛奶产量。那么,对植物弹琴又将如何呢?

根据植物学家的研究发现,不仅动物喜欢音乐,植物也对音乐颇感兴趣。植物不光“听”得到琴声,而且还会欣赏乐曲。科学家做了这样一个有趣的实验,他们把一只耳机套在一只未成熟的番茄身上,每天让它欣赏3小时音乐。这只番茄听了音乐之后长得特别快,竟然长到2千克重,打破了番茄果实的世界纪录。后来,科学家又设法让土豆听音乐,结果土豆长到足球那么大。让蘑菇听音乐,蘑菇也长势喜人,直径可达60厘米!人们给蔬菜放音乐也取得意想不到的效果:一棵卷心菜长到27千克重,甜菜达到6千克重。一位印度科学家在大约700平方米的稻田里每天播送25分钟音乐,一个月后,听过音乐的水稻要比没有听过音乐的长得更加茂盛茁壮,平均株高超过30厘米。有人还给黑藻和含羞草每天早晨“听”25分钟音乐,黑藻和含羞草的生长速度都明显加快。

不仅如此,专家们还发现,烟草、凤仙花和金盏菊都是“知音”者。音乐为什么能刺激植物加快生长?原来,音乐是一种有节奏的声波振动,它能对植物细胞产生机械刺激,而适当的机械刺激可以加快植物的新陈代谢。在所有的音乐刺激中,高频刺激比低频刺激效果更好。有人甚至利用频率高于20 000赫以上的超声波来刺激甘蓝、马铃薯、麦类、苹果和其他植物,都取得了明显的效果。

目前,农业科学家正在寻找各种植物在不同生长时期对不同音乐爱好的规律,以便谱写出更多更好的音乐,从而达到作物高产的目的。另一方面,人们还在千方百计地研究各种有害植物害怕“听”到的音乐,来折磨和杀死它们。音乐真不愧是科学家手中的新式“武器”。

春眠不觉晓

“春眠不觉晓”。人在春天特别好睡。一天劳累之后,只需睡上一觉,便又精神抖擞。你知道吗?植物也会睡眠,一些大白天叶片舒展的植物如合欢和花生,一到夜晚便叶片下垂,现出睡意惺忪的样子。最早提出植物“睡眠运动”概念的是现代进化论的创始人、英国生物学家达尔文。1880年,他在其著作《植物的运动能力》中指出,一些主动进入“睡眠状态”的植物叶片不容易遭受冻害;但当时并未引起人们的重视。

20世纪60年代,欧美和日本一些学者开始研究植物的睡眠活动,其中最流行的莫过于“月光理论”,即过多的月光照射会干扰植物对昼夜长短的适应,为了避免这种干扰,植物就保持“睡眠状态”。美国科学家恩瑞特用一枚灵敏的测温探针,在夜间测量多花菜豆叶片的温度,发现入睡叶片比不入睡叶片的温度约高1℃。由此认为,正是这细小的温度差异成为影响植物叶子生长的重要因素。因为入睡的叶子生长速度较快,所以这种植物具有更强的竞争能力。有一部分植物学家认为,植物“睡眠”不但有利于生长,还能很好地保护自己。譬如落花生、红花三叶草、酢浆草、含羞草、羊角豆和白屈菜等植物的叶子在夜间下垂,可以减少热量的散发和水分的蒸腾;睡莲、秋牡丹和郁金香的花瓣在晚间闭拢,可以很好地防止冻害。这是植物在长期进化过程中形成的一种适应,是因为光线、温度和湿度的变化引起的。

但是,目前所有的研究成果还不足以揭示植物睡眠活动的实质,如植物如何入睡,又如何解除睡眠等等。要彻底揭开这个谜,还须作更多的努力。

麻醉剂的妙用

人和动物被麻醉以后,能减轻或免除手术时的痛苦。植物能不能被麻醉?如果可能,人类就能按照自己的愿望控制植物的生长速度和生长周期。

多年来,不少科学家进行了大量的研究,在植物“麻醉”领域取得了十分可喜的成绩。1979年,美国耶鲁大学教授高尔斯顿和斯拉曼用实验方法证明许多敏感植物具有明显的类似神经系统的活动,这些活动能够反复进行。用麻醉药物处理植物,植物会被麻醉,被麻醉的过程和动物十分相似。

德国生理学家克劳德·伯纳德用氯仿麻醉水生植物,被麻醉的植物光合作用受到抑制,水中不再汩汩冒出氧气泡。清除氯仿后,光合作用又继续进行。伯纳德测试了多种植物,发现麻醉剂能够麻醉大部分植物。

美国的泰勒桑和亨德利克斯则在试验中发现,适量的麻醉剂是种子的优良催芽剂。他们将乙醚和氯仿施加在秋稷草种子上,种子竟提前发芽了。原来,一粒种子犹如一个有生命的脱水包装袋,袋内含有DNA(脱氧核糖核酸)、酶和各种养料。当外界条件,如光、水、温度适宜时,各种激素才能被激活,种子开始萌发。适量麻醉剂能起激活作用,它们能使植物种子在黑暗中照样发芽,萌发时间也就提前了。

目前科学家已经知道,乙醚类麻醉剂能扰乱植物枝条中生长素的运输,巴比妥类药物能阻止稻秧生长。但其他一些麻醉剂对一部分植物的影响尚未弄清。最使植物学家感到大惑不解的是,大麻、罂粟等体内充满麻醉药物的植物却不会被麻醉。人们有理由相信,虽然目前该领域中还有不少问题未弄清,但利用麻醉剂来控制植物的生长和打破种子的休眠终将成为现实。

活的“地动仪”

东汉时期,我国伟大的天文学家张衡曾精心制作过一种能灵敏测知地震的仪器——地动仪。其实,大自然中不少植物也是极其灵敏的“地动仪”。1970年初冬,在宁夏的隆德县,蒲公英提前开了花,一个月后66千米外就发生了5.1级地震;1972年,上海郊区的不少甘薯反常开花,不久,长江口地区即发生4.2级地震;1976年,唐山地区和天津郊区出现了竹子开花、柳树枝梢枯死等异常现象,稍后就发生了损失惨重的唐山大地震;1976年七八月份,号称“熊猫之乡”的四川平武县境内大面积箭竹开花死亡,8月16日附近的松潘地区发生了7.2级地震。种种迹象表明,地震发生前能引起植物异常的生长发育。

对于植物预测地震,日本的鸟山教授倾向于生物电流学说,并认为,生物体内的细胞犹如一个个活电池,震前伴随而来的地球物理、化学变化,其中包括地温、地下水、大地的电位、电流以及磁场变化,将使生物电池两极间产生电位差,出现电流,因而发生异常。一连好几年,鸟山都用高灵敏度记录仪记录下合欢树(题图)的生物电位,发现这种植物能感觉到打雷、火山活动和地震等前兆刺激,而出现明显的电位和电流变化。

1978年6月10日和11日两天,合欢树的生物电流异常大,6月12日上午10时,又观察到更大电流,当天下午5时14分在日本附近海域便发生了7.4级地震,余震持续了10多天,合欢树的生物电流才减弱。

美国哥伦比亚大学的研究植物年轮的专家戈登·雅各比利用观察年轮长得整齐与否来推测地震。他发现一棵松树的某些年轮长得没有规律,有的地方彼此挤在一起。结果发现这些年轮反常生长的时期正好跟1857年大地震发生时期相符。

人们相信,即使到了科学技术相当发达的将来,利用植物测量地震仍然不失为一种花钱不多的积极手段。活的“地动仪”的妙处就在于此。