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植物,也有記憶嗎?
Robert Krulwich 發(fā)表于  今天15:53

芒果妖怪/譯)據(jù)我所知,在幾年前,有棵草度過(guò)了一個(gè)非常糟糕的下午。它靜靜地待在盆里,誰(shuí)也沒(méi)惹,然后突然,它掉下去了。不是1次,而是60次——我呆會(huì)就解釋是怎么回事。

但它是一棵草。草生艱難,世事難料,而且就我所知,它們會(huì)一如往常地活下去。植物沒(méi)有大腦。它們不可能“記住”任何事——它們又不是動(dòng)物。所以我想,不斷下落60次也不會(huì)給它們留下持續(xù)的印象。

我想錯(cuò)了。我剛讀了一篇讓人大跌眼鏡的論文,作者是西澳大學(xué)的生物學(xué)副教授莫妮卡·加利亞諾(Monica Gagliano)。她就有一棵草,不但“記得”自己身上發(fā)生了什么,記憶還保留了將近一個(gè)月。她親眼見(jiàn)證了這一切!這就是那種草:


大家都認(rèn)得它——含羞草(Mimosa pudica)。它的葉片很敏感,被輕輕觸碰就會(huì)閉合。圖片來(lái)源:H. Zell/commons.wikimedia.org

園丁們稱含羞草(Mimosa pudica)為“那種敏感的植物”,因?yàn)榧词故禽p輕一碰,或者把它拋下去、驚擾它,幾秒鐘內(nèi),含羞草小小的葉片就會(huì)合上,像是害怕又像是警戒地蜷縮起來(lái)??此π叩臉幼映腥さ?。


瞧這害羞的小家伙。圖片來(lái)源:youtube.com

好了,如你所見(jiàn),含羞草非常敏感。加利亞諾知道這一點(diǎn),她是這么做的:她找來(lái)了一堆含羞草,把它們?cè)栽谛』ㄅ枥铮賹⒒ㄅ璺謩e安裝到特制的裝置上,利用滑輪軌道讓花盆下落。就是這玩意兒:


圖片來(lái)源:羅伯特·克魯維奇(Robert Krulwich)繪制

每盆含羞草的下落距離大約是15厘米,不是1次,而是連續(xù)60次(每?jī)纱蜗侣溟g隔5秒鐘)落下。這些植物會(huì)滑落到柔軟的、像墊子一樣的泡沫中,以作緩沖。下落速度足以刺激植物,讓它們小小的葉子卷成防御性的弧度。

卷起來(lái)還是不卷起來(lái),這是個(gè)問(wèn)題

然而,15厘米是一段非常短的距離,不足以對(duì)植物造成傷害。所以,加利亞諾想知道,如果她讓56株植物每株都下落60次,這些植物最后會(huì)意識(shí)到“不會(huì)有任何糟糕的事情發(fā)生”嗎?會(huì)不會(huì)有植物不再因此卷起來(lái)呢?

換句話說(shuō):會(huì)不會(huì)有植物利用“記憶”來(lái)改變自己的行為呢?

為了弄清這個(gè)問(wèn)題,她繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并且——就如她在論文中所寫的一樣——她很快就“觀察到有些植物在下落時(shí)沒(méi)有完全閉合葉片”。也就是說(shuō),植物似乎發(fā)現(xiàn)了下落不會(huì)對(duì)自己造成傷害,所以,越來(lái)越多的植物不再保護(hù)自己。后來(lái),加利亞諾告訴一群科學(xué)家:“最后,含羞草的葉片完全張開(kāi)……它們已經(jīng)完全不在乎了?!?/p>


圖片來(lái)源:羅伯特·克魯維奇(Robert Krulwich)繪制

這真是植物有記憶的證據(jù)嗎?還是別的原因造成的?懷疑主義者提出,也許我們看到的只是一堆累趴的植物。卷起來(lái)是個(gè)力氣活,要消耗能量。下落60次之后,它們可能只是被“榨干”了——因此才沒(méi)有觸發(fā)它們的防御機(jī)制。

不過(guò),加利亞諾預(yù)計(jì)到了這樣的質(zhì)疑,她把一些 “精疲力竭”的含羞草放到搖床中,晃動(dòng)它們。葉片馬上就會(huì)蜷起來(lái),仿佛是在說(shuō):“哇,這可不一樣。這是一種以前從未出現(xiàn)過(guò)的情況?!?/span>


含羞草在強(qiáng)照明(HL)和弱照明(LL)條件下的適應(yīng)訓(xùn)練。再+0min時(shí)刻,每棵含羞草接受60次掉落;10分鐘后,所有含羞草葉片自然恢復(fù)展開(kāi)狀態(tài),然后接受第二輪掉落訓(xùn)練。此后,1,2,4,6小時(shí)后各有一輪訓(xùn)練。在+6h的適應(yīng)訓(xùn)練結(jié)束后,馬上將含羞草置于250rpm的搖床上搖晃五秒(DIS-hab),然后馬上進(jìn)行最終輪的掉落訓(xùn)練(+10 min post-DIS-hab)。在此實(shí)驗(yàn)中,20棵含羞草幼苗在訓(xùn)練日各只進(jìn)行一次掉落(CTR)??v軸顯示含羞草在各節(jié)點(diǎn)的葉片打開(kāi)程度。圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)[1]

她指出,植物改變行為的最合理解釋,就是它們有“之前”的概念。含羞草沒(méi)有蜷起來(lái),是因?yàn)樗鼈冊(cè)凇爸啊卑l(fā)現(xiàn)沒(méi)必要這么干,并且記住了這一點(diǎn)。

在搖晃含羞草的一周后,她重新讓它們下落。這并沒(méi)有讓它們警覺(jué)起來(lái),含羞草依然伸展著葉片。一周又一周,她重復(fù)著實(shí)驗(yàn),直到28天后,這些植物仍然“記得”它們學(xué)到的東西。這算是保留得相當(dāng)久的記憶了。加利亞諾提到,蜜蜂在幾天內(nèi)就會(huì)忘記它們發(fā)現(xiàn)的事情。

但沒(méi)有大腦,它們是怎樣做到的呢?

“植物是沒(méi)有大腦?!奔永麃喼Z在論文里寫道,“但它們有一套精細(xì)的……信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)?!睍?huì)不會(huì)有什么化學(xué)物質(zhì)或激素的“聯(lián)合機(jī)制”維持著植物的記憶呢?這個(gè)機(jī)制和動(dòng)物大腦有本質(zhì)的差別,可能是一種分散式的智能,以某種我們尚不理解的方式運(yùn)行。但是加利亞諾認(rèn)為,含羞草正激勵(lì)著我們弄清這個(gè)問(wèn)題。


沒(méi)有大腦,能不能“記”?圖片來(lái)源:羅伯特·克魯維奇(Robert Krulwich)繪制

《紐約客》雜志的撰稿人邁克爾·波倫(Michael Pollan)曾和加利亞諾一同參加一個(gè)科學(xué)會(huì)議。他在《紐約客》上繪聲繪色地描述了加利亞諾是怎樣遭到了生物學(xué)家的群嘲——他們對(duì)“植物也有‘智能’”的觀點(diǎn)嗤之以鼻。他們堅(jiān)決認(rèn)為,植物基本上就是遺傳的機(jī)器——它們無(wú)法從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)或改變行為。波倫寫道,加利亞諾的觀點(diǎn)“引發(fā)了強(qiáng)烈的反響,也許是因?yàn)樗:藙?dòng)物與植物間那條清晰的分界線。”

植物是萬(wàn)年老三,比不上動(dòng)物,更比不了高高在上的“冠軍”人類。加利亞諾給予了植物和動(dòng)物相似的能力,因而動(dòng)搖了這種等級(jí)差異,挑戰(zhàn)了萬(wàn)物的秩序。

我們總以為,因?yàn)閾碛袕?qiáng)大的大腦,所以我們?nèi)祟愂仟?dú)一無(wú)二的。我們數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的神經(jīng)元是記憶、感覺(jué)、意識(shí)的關(guān)鍵。沒(méi)有大腦的生物顯然做不到這點(diǎn),所以理所當(dāng)然地,植物沒(méi)有“記憶”。

但加利亞諾說(shuō),也許,它們有。

她在論文結(jié)尾說(shuō),“我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果引出了一個(gè)清晰的,也相當(dāng)不同尋常的結(jié)論:不同以往的觀點(diǎn),記憶也許不需要常規(guī)的動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和通路;毫無(wú)疑問(wèn),大腦和神經(jīng)元是一套精細(xì)異常的系統(tǒng),但對(duì)于學(xué)習(xí)過(guò)程,也許這既非唯一途徑,亦非必備要素?!?/p>

誰(shuí)知道呢?也許有一天,她會(huì)找到證明她觀點(diǎn)的那種植物。

(編輯:Calo)

參考文獻(xiàn):

  1. Gagliano, Monica, et al. "Experience teaches plants to learn faster and forget slower in environments where it matters." Oecologia 175.1 (2014): 63-72.

文章題圖:youtube.com

編譯來(lái)源

Phenomena,Can a Plant Remember? This One Seems to—Here’s the Evidence;National Geographic
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