第五章 灵动的植物生命

植物的生命活动通常都是较为安静地进行的，所以人们常常会不自觉地忽略了植物生命的灵动性。其实，植物也有属于自己的感觉器官和神经，有喜怒哀乐的外在表现。
 
植物的视觉
很多植物都具有很强的趋光性，仿佛长了眼睛能够同人类一样辨识日升日落一般。那么植物真的有眼睛吗？它们的视觉器官是什么呢？
植物学家曾经对植物细胞进行了研究，发现几乎所有植物的细胞中都有一种非常独特的色素——视觉色素。这是一种带染色体的蛋白质分子，虽然在植物细胞中含量甚微，却具有吸收光的能力。它不像一般色素如叶绿素把光作为能源，只对一定波长的光作出反应，它可以把光作为信息源，对不同波长的光作出反应。也就是说，它们使每一个细胞都成为一个光感受器，这些光感受器不仅能“看见”光，还能识别光的强度和光照时间的长短。吸收到清晨淡黄色的光时显得活跃，犹如植物睁开眼睛；吸收到黄昏暗红色的光就变得迟钝，就像植物闭上了眼睛。根据色素分子结构的细微变化，植物就能知道是旭日东升、还是夜幕降临了。
植物的这些“眼睛”不仅可以辨识是否有光，还能够对植物体做出准确、及时地指示，例如花开花闭等，令植物可以随时把自己调整到适于生长繁衍的最佳位置。
虽然人们已经发现了植物的“眼睛”，但对其认识并不深。更为细致的东西还有待生物学家们不懈的探索总结。
植物的触觉
虽然与动物相比，植物看上去有些“木讷”，但是同动物一样，植物也是具有触觉的。
最为典型的例子就是食肉植物捕蝇草，这种草的“触觉”非常的灵敏，一旦有昆虫掠过它的“触须”时，它的“下巴”就会合上，将昆虫收入囊中。达尔文就曾针对捕蝇草的这种行为做出过描述，认为其是模仿了动物的神经系统反应的学者之一。
触觉非常灵敏的植物还有我们非常熟悉的含羞草。当人们碰触到含羞草的叶子的时候，它会立刻做出反应，将叶子合拢缩成一团。
在植物家族中，触觉敏感的成员还有很多。植物学家们通过不断的实验和观察，发现大约有17个不同科的千余种植物是有触觉的。
植物对触摸作出的反应，实际上是一种自我保护。
北卡罗来纳州韦克福雷斯特大学的植物研究者们曾经通过实验发现，每天只要对植物的茎进行几秒钟的抚摸和敲击就可以使植物枝干的密度加强。这就说明，植物“觉得”它必须提高强度来抵御外力的伤害。
 
植物的味觉
“品尝”营养物质的能力对于大部分植物都是至关重要的。
一些植物学研究者发现，植物体内有一种特殊的基因，可以使它们的根部生来就有“品尝”土壤的能力，并向营养物质和植物用来固氮的铵盐最丰富的地方移动。
植物的味觉还有助于其对外界的伤害做出及时的防御。
美国农业部的詹姆斯·图姆林森先生曾进行研究并得出结论，当甜菜夜蛾毛虫开始蚕食玉米、甜菜和棉花叶时，植物能“尝”出幼虫唾液中一种特殊的物质，并快速制造一种挥发性化合物，用此引来雌性寡毛土蜂。寄生的寡毛土蜂在甜菜夜蛾毛虫体内产卵，当幼蜂孵化时，就会把甜菜夜蛾毛虫活活吃掉。
植物的体温
我们知道，人和许多动物都有一个大致稳定的体温，那么植物也具有体温吗？
科学研究表明，植物体和人体一样也有一定温度。但与人体的温度基本维持稳定不同，植物体的温度通常接近于大气温度，且会随环境温度的变化而变化。
当植物温度低于外界环境温度时，它就会吸收大气中的热量或吸收太阳辐射能，使自己的体温升高；当植物体的温度高于气温时，植物就会利用蒸腾作用和对光线的反射来使体温降低。
同时，植物体各部分的温度也是有所差别的。以对温度反应最为敏感的叶片为例：白天因为受太阳的照射，在强烈阳光的照射下，叶温可以高出气温10℃以上；到了夜间，植物的叶片温度就会比气温低，特别是叶缘和叶尖部分，表现得更为明显。而植物的根部温度与其它部分的温度也会略有差别，更接近地温。
植物的血液
人类和动物都有血液，并且血液所占的比例很大，是维系生命所必须。那么植物是否也具有血液呢？
近年来，支持植物具有血液说法的人越来越多，同时有些人还提出了植物具有血型的观点。
英国威尔士有一座公元6世纪建成的古建筑物，它的前院耸立着一株已有700年历史的杉树。这棵树高7米多，它有一种奇怪的现象，长年累月流着一种像血液一样的液体，这种液体是从这株树的一条2米多长的天然裂缝中流出来的。这种奇异的现象，每年都吸引着数以万计的游客。
植物血型的发现在生物界引起了非常大的轰动。植物血型的发现者是日本科学警察研究所的研究室主任山本。他也是在偶然的机会中获得这项发现的。
在山本负责的一个案子中，有一位日本妇女夜间在她的居室中死去。警察一时还无法确定是自杀还是他杀，于是对现场收集到的血迹样本进行了化验。经化验死者的血型为O型，可枕头上的血迹为AB型，于是便怀疑是他杀。可后来一直未找到凶手作案的其他佐证。这时候有人提出，枕头里的荞麦皮会不会是AB型呢?这句话提醒了山本，他取来荞麦皮进行化验，果然发现荞麦皮是AB型。
这件事促进了山本对植物血型的研究。他先后对500多种植物的果实和种子进行了观察、化验。发现植物和动物从生命的起源来看，具有同祖同宗的血型。例如，苹果、草莓、南瓜、山茶、辛夷等60种植物是O型；珊瑚树等24种植物是B型；葡萄、李子、荞麦、单叶枫等是AB型。但是山本并没有找到A型植物。
根据对动物界血型的分析，山本认为，当糖链合成达到一定的长度时，它的尖端就会形成血型物质，然后合成便停止了。也就是说血型物质起了一种信号的作用。正是在这时候，才检验出了植物的血型。山本发现，植物的血型物质除了担任植物能量的贮藏外，由于本身黏性大，似乎还担负着保护植物体的任务。
植物有体液循环，植物体液也担负着运输养料、排出废物的任务，体液细胞膜表面也有不同分子结构的型别，这就是植物也有血型的秘密所在。但植物体内的血型物质是怎样形成的，至今还没有弄清。植物血型对植物生理、生殖及遗传方面的影响，尚有待科学家的进一步探索。
植物的脉搏
最近，一些植物学家在研究树木增粗速度时惊异地发现，活的树干有类似人类脉搏一胀一缩跳动的现象，且具有明显的规律性。
难道植物也同人类和动物一样具有脉搏的跳动吗？
植物学家通过长期的观察研究，给出了确定的答案，认为这是植物的正常生理现象，只不过以前一直没有被人注意到罢了。
科学家还进一步指出，每逢风和日丽的时候，太阳刚从东方升起时树干就开始收缩，一直延续到夕阳西斜。到了夜间，树干就会反过来开始膨胀，直到第二天早晨。树干这种日细夜粗的搏动，每天周而复始，但每一次搏动，膨胀总略大于收缩，所以树干会随着其生长时间的延长而增粗。
遇到下雨天，树干的“脉搏”就会处在几近停滞的状态，这时它总是不分昼夜地持续增粗。直到雨后转晴，树干才重又开始收缩，这种情况被认为是植物“脉搏”中的一个特例。
植物学家在解释植物奇特的“脉搏”现象时指出，植物“脉搏”是由植物体内水分运动引起的。当植物根部吸收的水分与叶面蒸腾的水分一样多时，树干几乎不发生粗细变化；如果吸收的水分超过蒸腾的水分，树干就要增粗；相反在缺水时，树干又会收缩。
当然，并不是所有的植物都有典型的“脉搏”现象的，例如竹子等就不具备典型的植物脉动。
仅是推测，应当说，关于植物记忆的问题，在目前还是一个没有被彻底解开的谜。
植物的神经
20世纪60年代以来，许多科学家围绕着一个有趣的问题——植物是否具备神经系统而争论不休。
这场争论的根源起于全世界最著名的进化论者，也是研究食肉植物的最早权威——查尔斯·达尔文。他发现捕蝇草的叶片上有6根特殊的“触发毛”，而且只有当其中一根或几根被弯曲过来时叶片才猛然关闭。于是他提出一个大胆的假设：这种行为的发生，一定是由于某种信号极快地从“触发毛”传到捕蝇草叶内部的运动细胞，快得简直像动物神经中的电脉冲。
为了给这种假说提供证据，伦敦大学的著名生理学教授桑德逊在皇家植物园中对捕蝇草的电特性进行了仔细的观察研究，并在这种植物的叶片上纪录到电脉冲。
与此同时，加拿大卡林登大学的学者雅可布森，也在“触发毛”内检测出一些非常不规则的电信号。
后来，沙特阿拉伯凯尼格·富塞尔大学农业系生物学的富塞尔·阿·塞尔教授经过6个月的研究发现，植物有一个“化学神经系统”，而且当有人想要对其造成伤害的时候，它就会作出防御反应。同时，富塞尔·阿·塞尔教授还指出，植物还有类似动物的感觉，两者惟一的区别是：动物能表达这种感觉，植物的感觉则是由化学反应产生的。这种化学反应，从某种意义讲，与人的神经系统很相似。
最近，美国圣路易州的华盛顿大学组织了一个由著名学者皮卡德领导的专门研究小组，皮卡德和其学生威廉斯以及另一名研究生理的切纳发现：反复轻拂捕蝇草的“触发毛”，除了能记录到电信号外，也能刺激微小的、位于“触发毛”表面的消化腺释放消化液。他们推测，这也许是动作电位在此时起了作用，然而据此仍无法确定植物体内是否具备神经组织。
到目前为止，无数的证据已经表明，所有的植物由于某种原因都会应用电信号，那么能不能说它们已经具备了神经系统呢？对此还是有很多植物学家持反对意见。
看来关于植物神经是否存在的争论，还将持续很久。
植物的记忆
科学家们曾经在一种名叫三叶鬼针草的植物身上，进行了一项有趣的实验。结果证明，有些植物不仅具有接收信息的能力，而且还有一定的记忆能力。
这项实验是法国克累蒙大学的科学家设计的。他们选择了几株刚刚发芽的三叶鬼针草，整个幼小的植株，总共只有两片形状很相似的子叶。
科学家们用4根细细的长针，对右边一片子叶进行穿刺，使植物的对称性受到破坏。数分钟后，他们用锋利的手术刀，把两片子叶全部切除，然后再把失去子叶的植株放到良好的环境条件中，让它们继续生长。
数天之后，意想不到的有趣情况发生了，那些没受过针刺的一边萌发的芽生长很旺盛，而受过针刺一边的芽生长明显缓慢。
这个结果表明，植物依然“记得”以前破坏对称性的针刺，以及其带来的痛苦。
之后，科学家们又反复实验，验证了他们得出的结论，并进一步发现，植物的记忆力大约能保持13天。
植物的睡眠
如果仔细观察你就会发现，合欢树每到夜晚就会把镰刀样的小叶子成双成对地合抱在一起，就像是蜷起身子在睡觉一样。难道说植物也会睡觉么？
的确，植物也有睡眠的，并很多植物的睡眠是很容易就能观察到。例如我们刚刚提到的合欢。另外，花生的叶子也会在夜晚的时候向上关闭，且小枝都有气无力地耷拉下来，显然它已经进入“梦乡“了。
除合欢树、花生以外，会“睡觉”的植物还包括红三叶草、酢浆草、白屈菜、羊角豆等，它们的叶子也都是晚上合闭，白天伸开。
在植物界里还有许多昼伏夜出的“夜猫子”，这些植物睡觉的时间不是在晚上，而是在白天。例如，晚香玉一到晚上就精神十足，白天却无精打采。
另外，烟草花是白天闭合夜间开放。随着季节的变化，当严冬到来的时候，植物的叶子就开始枯黄凋落，整个植株全部进入了休眠状态，各部分都停止生长，在酣睡中度过寒冷的冬天。
也有的植物可以像人类一样“假寐”，即只是部分在睡眠，如腋芽。
 
植物的感情
从外在和生命活动情况来看，我们总是误解植物是无感情的“冷血生物”，但其实植物也是有感情的。
 植物的情绪表达
1966年2月的一天上午，有位名叫巴克斯特的情报专家正在给庭院的花草浇水，这时他脑子里突然出现了一个古怪的念头，他竟异想天开地把测谎仪器的电极绑到一株天南星植物的叶片上，想测试一下水从根部到叶子上升的速度究竟有多快。结果，他惊奇地发现，当水从天南星的根部徐徐上升时，测谎仪上显示出的曲线图形，居然与人在激动时测到的曲线图形极为相似。他不禁疑惑，难道植物也有情绪?
为了寻找植物是否具有情绪的答案，巴克斯特做了更多的实验。接着他试图用火去烧叶子，就在他刚刚划着火柴的一瞬间，记录仪上出现了明显的变化。燃烧的火柴还没有接触到植物，记录仪的指针已剧烈地摆动，甚至超出了记录纸的边缘。但在植物感到并不会受到伤害的时候，记录仪上反映出的曲线变得越来越平稳。
之后，巴克斯特又设计了另一个实验。他把几只活海虾丢入沸腾的开水中，这时，植物马上陷入到极度的刺激之中。且多次试验都有同样的反应。
实验结果变得越来越有趣，这令巴克斯特也感到越来越兴奋。他甚至怀疑实验是否正确严谨。为了排除任何可能的人为干扰，保证实验绝对真实，他用一种新设计的仪器，不按事先规定的时间，自动把海虾投入沸水中，并用精确到1/10秒的记录仪记下结果。巴克斯特在3间房子里各放一株植物，让它们与仪器的电极相连，然后锁上门，不允许任何人进入。第二天，他去看试验结果，发现每当海虾被投入沸水后的6～7秒钟后，植物的活动曲线便急剧上升。根据这些，巴克斯特指出，海虾死亡引起了植物的剧烈曲线反应，这并不是一种偶然现象。几乎可以肯定，植物之间能够有交往，而且，植物和其他生物之间也能发生交往。
 植物也会有压力
在现代社会中，许多因素会使人神经紧张，比如忙碌、噪声、考试等等。
科学家们发现，植物同样也会因生命受到威胁而感到压力，并会做出“释压行为”。
科学家通过实验发现，当空气严重污染、空气湿度太大或太小、火山喷发、动物啃吃植物的树叶或大量昆虫蚕食植物时，植物都会倍感压力。这种时候，它们就会释放出极少量的乙烯气体，一次来为自己“减压”；并且压力越大，释放的乙烯量越多。
科学家还发现，经常受到威胁而紧张的植物，其生长速度也会因受影响而减慢，甚至会枯萎。
 植物的心理
当在巴克斯特关于植物情绪的实验引起植物学界的巨大反响时，也有人认为那不过是哗众取宠的谬论。对“植物有情绪”论点反对声最大的就是麦克博士。
为了找出有力的反驳证据，麦克做了很多实验。有趣的是，他在得到实验结果后，态度出现了180°的转变。
这是因为他在实验中发现，当植物被撕下一片叶子或受伤时，会产生明显的反应。于是，麦克大胆地提出了更进一步的观点：植物具备心理活动。
麦克认为，植物会思考，也会体察人的各种感情。他甚至认为，可以按照不同植物的性格和敏感性对植物进行分类，就像心理学家对人进行的分类一样。
这又引发人们对植物情感研究的兴趣更趋浓厚。科学家们开始探索“喜怒哀乐”对植物究竟有多少影响。为了能更彻底地了解植物如何表达“感情”的奥秘，日本中部电力技术研究所的岩尾宪三和其同伴，特意制造出一种别具一格的仪器——植物活性翻译机。
这种仪器非常奇妙，只要连接上放大器和合成器，就能够直接听到植物的声音。研究人员根据对大量录音记录的分析发现，植物似乎有丰富的感觉，而且在不同的环境条件下会发出不同的声音。
例如，有些植物的声音会随着房间中光线明暗的变化而变化，当它们在黑暗中突然受到强光照射时，能发出类似惊讶的声音。有些植物遇到变天、刮风或缺水时，会发出低沉、可怕和混乱的声音，仿佛表明它们正在忍受某种痛苦。
在研究植物感情的过程中，科学家们发现了越来越多的有趣问题，于是，一门新兴的学科——植物心理学便由此诞生了。现在，在这门学科中，还有无数值得深入了解的未知领域，等待着科学家们去探索、去揭晓。
 植物与人类的感情
苏联科学家维克多做过一个有趣的实验。
他先用催眠术控制一个人的感情，并在附近放上一盆植物，然后用一个脑电仪，把人的手与植物叶子连接起来。
当所有准备工作就绪后，维克多开始说话，说一些愉快或不愉快的事，让接受试验的人感到高兴或悲伤。这时，有趣的现象出现了。植物和人不仅在脑电仪上产生了类似的图像反应。
而更使人惊奇的是，当试验者高兴时，植物便竖起叶子，舞动花瓣；当维克多在描述冬天寒冷，使试验者浑身发抖时，植物也出现相应的变化，浑身的叶片会沮丧地垂下“头”。
 植物的“乐感”
我们现在经常能够看到或听到有关于科学家用用音乐来刺激植物生长的报道，这说明植物是有“乐感”的。
有一位科学家每天早晨都为一种叫加纳菇茅的植物演奏25分钟音乐，然后在显微镜下观察其叶部的原生质流动的情况。结果发现，在奏乐的时候原生质运动得快，音乐一停止即恢复原状。
他对含羞草也进行了同样的实验，发现听到音乐的含羞草在同样的生长条件下比没有听到音乐的含羞草高1.5倍，而且叶和刺长得满满的。
另外，还有科学家在经过反复的试验后发现，大多数的植物都喜欢听古典音乐，而对爵士音乐却不太喜欢。
美国科学家史密斯对着大豆播放“蓝色狂想曲”音乐，20天后，每天听音乐的大豆苗质量要比未听音乐的大豆高出1/4。
植物分辨上下的本领
我们看到植物中大多数都是茎部向上、根向下生长的。即使我们有意将它们倒置，过不了多久它们的根仍会向下弯曲，而茎又向上弯曲生长了。
难道说植物具有分辨上下方向的本领吗?许多植物生理学家一直感兴趣的问题。
牛顿万有引力的发现，给植物学家带来启发，人们认识到，地球的吸引力是影响植物生长方向的重要因素。
著名生物学家达尔文曾观察到，植物的根和芽在改变生长方向时，各部位细胞的生长速度是不同的。但达尔文并没有给出出现这种不同的原因。
1926年，美国植物生理学家弗里茨·温特第一次发现了植物生长素的秘密。他通过实验证明植物的生长素总是爱聚集到遮荫的一侧，因而使植物的遮荫部分生长加快；而相对缺少生长素的受光部分则生长较慢，这就导致植物发生弯曲。
温特还指出，植物茎叶的弯曲是由生长素在组织内分布不均造成的。植物的生长素在重力作用下会向植物下部积累，使植物的根向下长、茎向上长。
温特的发现，吸引了众多科学家竞相对植物生长素展开研究。美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯和他的同事在研究中还获得了意外的收获。他们发现植物在弯曲生长的过程中，无论根冠下侧还是芽的上侧，都含有大量的无机钙。由此，他们提出一个新理论：无机钙在植物生长方向上起举足轻重的作用。对此，埃文斯是这样解释道，根冠中有极为丰富的含淀粉体的细胞，淀粉体在贮存淀粉的同时也贮存大量无机钙。在重力的作用下，淀粉体会把内部贮存的钙送到根冠下侧，使根向下生长。
当然了，这些研究结果都证实了一点，那就是植物根下、茎上的生长方式与地球重力是密切相关的。
 
植物的自卫术
在人们的想像中，植物生来就是供人类及其它动物吃、穿、用的，丝毫没有什么抵抗或自卫能力。可是，你知道吗？通过长期的自然选择和人工培育，很多植物都练就了一套抗寒、抗涝、抗旱、抗盐和抗病的本领；而有的却有祖传的自卫能力。
对植物自卫能力的研究，有着巨大的潜在实用价值，它为我们提供了掌握植物进化方式的一些重要线索。
 理化防御法
化学防御法
美国科学家通过多年考察后发现，某些柳树在当地毛虫即将来袭以前，叶片中会分泌出一种生物碱，使叶子变得异常苦涩，难以下咽；同时还会产生一种使毛虫无法消化的蛋白质。于是，以此为生的毛虫被饿得“头昏眼花”，寒风一吹，便滚落在地，一命呜呼了。
有一种长在沙漠中的灌木，叶片中含有酚树脂，能和植物蛋白质及淀粉形成动物不易消化的络合物。贪吃的动物见了这种灌木，只得摇头离去。
槭树和橡树在遭受虫害后叶片中单宁酸含量大增，昆虫只有另寻新叶。
雏菊和毛茛可产生一种对昆虫有毒的多重氮乙烷。
胡萝卜则产生一种呋喃香豆素，以破坏昆虫细胞中的脱氧核糖核酸，这样昆虫就不敢来犯了。
甘蓝、芥菜等能合成各种细菌、昆虫及动物讨厌的芥子糖苷，来犯者闻到后，只好退避三舍。
野生马铃薯遭到蚜虫侵害时，便散发出一种酷似害虫用来发警报信号的化学物质，从而把蚜虫吓跑。
生长在南美洲原始森林里的马勃菌，如果人不小心碰着它，它会像炸弹一样爆炸，冒出一股浓烟，弄得人咳嗽、流泪，喉咙奇痒难受。
最奥妙的是，科学家们发现落叶松，太平洋水松、美洲梅中含有保幼酮，昆虫吃了会变成既不像虫又不像蛹的怪物，从而导致昆虫死亡。
日本科学家发现蕨类和万年青等植物中含有大量类似蜕皮激素的物质，昆虫吃了就会加速蜕皮，提早化蛹，最后因发育不良而死亡。
物理防御法
玫瑰、仙人球、仙人掌等植物长了很多刺，这样和动物就不敢随便触动它们了。
稻、麦穗子上的长芒也能抵抗麻雀等鸟类的侵犯。
有的植物体上长了许多毛，这也是谋求自卫的有力武器。有人发现，谷物叶甲虫在毛状体密度较高的小麦品种上产卵要比密度较低的品种上少得多。叶蝉则会遭到棉花软毛的排斥。如果蚕豆甲虫或叶蝉等昆虫爬到蚕豆叶上，就会被下表面钩状毛牢牢地缠住，以致饿死。
英国科学家发现，野生的玻利维亚马铃薯能靠叶子的茸毛分泌一种粘胶来捕捉害虫。用这种野生马铃薯和英国的一种马铃薯杂交得到的一种新品种，如果蚜虫、螨、蓟马和某些甲虫去伤害它，就会被叶子上的胶液粘住而送命。
理化防御法的结合
虽然单独使用物理防御法或化学防御法的植物很令人惊奇，但其实最厉害的要算那些能把物理武器和化学武器结合起来使用的植物。
例如各种蝎子草和荨麻科植物，它们的叶子背面布满了含有蚁酸、醋酸、酪酸等混合毒液的刺毛，如果人和动物的皮肤碰到刺尖，这些刺毛便扎进皮肉，把管子里的毒汁随即注入，好像被蝎子或马蜂蜇一样难受，并且久久不能消肿。
 伪装躲避法
有些植物长出不同形状的叶子，造成一种模糊的外表，从而在敌人面前蒙混过关。
有的植物喜欢和其它植物混生在一起，而这些植物所产生的特殊气味能使某些昆虫不愿接近，从而免遭侵食。
喜马拉雅山上有一种“眼镜草”，其样子活像一条昂首吐舌的眼镜蛇，使“敌人”望而生畏，而它却达到生存的目的。
趣 味 链 接
查尔斯·罗伯特·达尔文（1809～1882年），英国生物学家、博物学家。
达尔文最初是因地质学研究而被世人熟识的，而后其又提出了证明所有生物物种是由少数共同祖先演化而来的科学证据。
1859年，达尔文出版了《物种起源》一书，使起源于共同祖先的演化，成为对自然界多样性的一项重要科学解释。达尔文还曾发表了一系列专门针对植物研究的书籍。