植物智能

植物智能

基本信息

植物不但能通过释放特殊气体进行彼此间以及与昆虫的交流，它们还能通过细胞结构式，进行欧几里德几何学计算，就像是个斤斤计较的老板一样，连最小的错误它们也在几个月内记得一清二楚。对于越来越多的生物学家而言，植物能够挑战并施压于其它物种，就是一种基本智能的证据。

中文名称

植物智能

启发

植物的运动

典型植物

金合欢树、玉米等

介质

细胞结构式

定义

植物的运动，在人们感知的时间尺度里，是很有限的。这就是说，如果以运动来定义智能的前提，植物恐怕是难以言"智"的。在人类容易感知的时间尺度里，植物中能以称得上

能"运动"的只有很少几类，如含羞草。但如果用慢速拍摄的方法来记录，人们就可以观察到植物确切的运动，这个方法，没有人陌生吧。因此，植物是以一种比人类容易感知的时间尺度要慢的时间尺度来运动的。绝大多少的植物为什么不用快速的运动呢?因为绝大多数植物 金合欢树会产生一种味道不好的丹宁酸以阻止动物啃食自己

利用免费的太阳光，通过光合作用来获得能量，而不能进行光合作用的生物，就要通过运动到处去寻找食物(与交配)。

植物的行为是一种对内部与外部信号的反应，在植物中，这种反应是植物生长与发育的过程，象去白化，成花诱导，向光性，再生长等。因此，植物的智能可以简单定义为:个体生命过程中适应性变异的生长与发育。慢速拍摄所展示出来的植物运动就是生长与发育的结果。

不论是动物还是植物，智能行为都是扩大与优化适合力的进化结果。因此植物中肯定有一种特殊的内部记忆，这种记忆使植物能趋向适合力最大的生境，所谓适合力最大，对于植物而言，是留下最大数目的种子。当生境不是最好时，植物内部的记忆就能产生生长与发育的某种弹性，尽可能多的留下后代。

学习与记忆是神经网络的神经细胞互相交流的结果。植物中没有神经与神经网络，但植物细胞间有信号传递，这种传递信号的分子组，与神经细胞间传递信号的分子组非常类似。毫无疑问，植物的生长发育过程涉及植物各部分之间的信号交流，分生组织接受信号。一般认为植物的反射弧在所有条件下都是不变的。

在一场关于智能本质的辩论中，植物如何感知周围环境并做出反应的新发现成了不可或缺的部分论据。苏格兰爱丁堡大学的植物生化学家安东尼·特里瓦弗斯表示，"人们的态度正在发生质的变化。智能的概念，正在从狭隘的、只在人类身上存在的观点，拓展到更加广泛的生命体中。"然而对植物"意识"一说，怀疑者则指出，植物是无法恋爱或作诗的，它们那种简单的反应，真的足以被认为是一种积极的、有意识的逻辑思维吗?

诺贝尔学奖得主、植物遗传学家芭芭拉·麦克林托克称，植物的细胞是"有思想的"。达尔文也曾写过关于植物根部末梢的"智力"。科学家指出，植物不但能通过释放特殊气体进行彼此间以及与昆虫的交流，它们还能通过细胞结构式，进行欧几里德几何学计算，就像是个斤斤计较的老板一样，连最小的错误它们也在几个月内记得一清二楚。对于越来越多的生物学家而言，植物能够挑战并施压于其它物种，就是一种基本智能的证据。"如果智能指的是获得并且应用知识的能力，那么，植物绝对具有智能。"犹他大学的生物学家莱斯利·西伯斯表示。

启发

植物智能的另一大启发是，即便来自同一母体的两个截枝，或克隆的复制品，在同等的种植条件下，它们的行为也是不同的。爱丁堡大学的特里瓦弗斯说:"人们现在知道，植物存在一种自我识别的能力。之所以没有人来深入研究它，是因为即使在植物学家的眼中，植物也只是一种能在花瓶中再生的简单生命体。"

大多数的植物学家仍然在研究神秘的"信号传递"机制--复杂的植物行为中，基因和激素的作用次序是如何分配的。然而怀疑者认为，植物的复杂行为只不过是一种机械指令，称不上智能的产物，它是基因而不是智能决定的。一些人把植物智能看成是相对的，是把复杂的人类特征过分简单化。尽管进行了大量研究，植物的复杂指令如何形成及实施的仍然是谜。北卡州立大学的植物学家海克·温特·赛德罗夫说:"虽然对植物是如何工作的，人们还有很多未知领域，但智能的一大部分是自我意识，植物是没有这种自我意识的。"

成果

如果科学家对"植物智能"的研究取得最终成果，那么所有的生物学课本将被改写，连农民也要与庄稼商量生长计划。

芥草

一种生命期为6周左右的普通植物,如果它那由淀粉控制的"大脑"被切断，它将失去平衡感，无法找到自己在这个世界上的方向。

鬼臼

在美国生长的草本植物，能基于对气候类型的"计算"，提前两年制定自身的生长计划。随着科学家的一系列新发现，连那些对"植物智能"的进化持怀疑态度的人也不得不承认，即便简单的蕨类植物也是"聪明"的。一些科学家指出，植物会十分谨慎地思考它们所处的环境，并为将来考虑，征服生存领域和敌人，而且常常能够进行预谋。这些新发现，几乎能影响到包括园丁和哲学家在内的每一个人。

研究

不止一项试验表明植物具有解决问题的能力，那么这种能力可以称作智力吗?这种能力背后的机制是激素、电信号还是某种神经系统?

玉米、烟草和棉花遭到毛毛虫啃食时，它们会产生化学物质吸引寄生类黄蜂前来

玉米啃食时，会产生化学物质吸引黄蜂前来

不论是三脚妖，打人柳还是《恐怖小店》里的食人花.小说中到处都是能走路、能说话，会吃肉或是会用枝条诱捕人的植物的故事。人们的绿朋友们似乎为创作提供了无穷的机会。这或许是因为现实中人们往往将它们视作被动存在的东西--永远不可能有任何惊人举动的静止生命。

假设。支持者们说，植物是其环境的积极控制者.并且显示出许多能被称为聪明的举动。例如，它们能够根据对环境的估计来有计划地生长，它们还能使用创造性的方法击败敌人。当然，这场争论的关键在于如何定义智力。爱丁堡大学的植物生物化学家托尼.特里瓦弗斯是植物智能观的主要支持者，他说:"很显然，动物身上被许多人认为聪明的举动也能在植物的行为中看到。智力通常被定义为解决问题的能力，而植物也有。"

植物会"算计"，牛津大学的科琳·凯利于1992年进行了一项关键性的研究，特里瓦弗斯说，这一研究显示出植物具有解决问题的能力。凯利将一些单独的菟丝子须(一种不进行光合作用的寄生植物)移植到营养状况不同的山楂树上。结果发现，菟丝子更可能缠绕在营养状况好的宿主上，而拒绝营养状况差的宿主。它在从宿主身上吸取养料之前就显示出了这种接受和拒绝的反应。它具有解决问题的能力，能够选出哪个宿主值得去缠绕，哪个不值得。

特里瓦弗斯解释道:"在细胞中一定进行着某种计算，但人们不知道这是怎么完成的。植物能够对环境进行评估，这意味着它们的行为比人们意识到的要复杂得多。"那么，人们为什么直到现在才意识到植物比人们认为的要能干得多呢?主要就是因为植物活动起来比人们要慢得多。因为人们通常看不到它们在生长，所以很难想到它们能够行动，更不用说有智力了。然而，当你看到它们的活动"快镜头"的时候--想想戴维.阿滕伯勒拍摄的节目--它们看起来更像动物，而认为它们能够进行复杂行为的观点也就更容易接受了。另一个原因是，人们研究植物的地方通常是在温室或花园里。特里瓦弗斯说:"如果我要观察狮子的智力水平，最不可能去的地方就是动物园，因为在那儿，它们能做的就是睡和吃。我会去塞伦盖蒂平原。你得给植物提供一个富有挑战性的环境，来诱发它们的智能行为。"

植物面临挑战时显示出智能行为的一个很好的例子，就是它们遭到动物攻击时的反应。以蒿属植物为例，当受到昆虫的袭击时，它会向空气中释放挥发性的化学物质，发出有掠食者出现的信号。这些化学物质会向其它植物发出警告，让它们多产生一种防御剂，昆虫是很排斥这种防御剂的。最近的研究还显示，野生烟草会"偷听"蒿属植物间传递的信息，并以此来增强自己的防御能力。

植物似乎还有自我识别的能力。在2003年公布的一份研究中，以色列科学家将一株植物一分为二，无性繁殖成两株。在分离几周之后，两株植物的根系也各自分开生长，它们也发现自己已经分别成为单独的植物。特里瓦弗斯说:"显然存在一种个体意识的现象，一个能够识别出每个个体都不同的交流系统。我无法想像它们是如何感知这一切的，因为每一种植物中都有数亿株个体。"

应用

一项NASA(美国航天局)资助的关于重力对农作物影响的研究发现:植物拥有与人类十分类似的神经传递素--这或许能提供一些线索，弄清重力如何影响更具感知力的生物。美国国家科学基金还资助了一项有关分子的"时钟机构"研究，正是通过这种机构，植物知道什么时候应该生长，什么时候应该开花。

有关"植物智能"的辩论超出了理论研究的阶段。在太空中，"聪明的植物"不但能够提供食物、氧气和清洁空气，同时对孤独的太空旅行者来说是良好的伴侣。再例如，对于植物平衡感的研究，有助于培育出在1/8地球重力条件下就能生长的庄稼。在地球上，农民还看到了增产的新希望，他们要与植物进行交流，以确定合适的灌溉时间，实现农作物最大幅度的生长。犹他大学的研究人员发现，有种名叫Bypass-1的基因，很可能会帮助农民实现这一梦想。

争议

争议最大的问题是:植物如何做出这样的反应呢?人类和其它高级动物通过神经系统和大脑整合来自其所处环境的信号，并做出反应。但植物没有神经系统，没有大脑，因此肯定是通过其他途径做到的。最有可能的解释是，他们的反应依靠某种激素和电子信号的接收、转换和反馈系统来协调。北卡罗来纳州立大学的植物学家埃里克·戴维斯博士是研究植物远距离传递电信号的主要研究员。戴维斯解释说:"本质上，电信号的产生是因为细胞膜电位(细胞内外电荷的差异)的改变。所以，离子穿过细胞膜的任何运动都是一次电信号传递。如果随后其他细胞发生电传递，就会产生电信号。整株植物的大部分行为反应可能是通过电活动协调完成，只是现在还不得而知。"

捕蝇草

约克大学植物学家理查德.菲恩博士对戴维斯的论断持怀疑态度:"这些试验的问题在于，他们只观察非常年幼的幼苗体内的变化。也许他们会发现少量的电信号，但这些足以说明完全成熟的大树的各项活动机能吗?"

除了电信号，植物的反应中还涉及了多种激素，这些激素负责促成各种不同的机能。然而，还不清楚它们是如何向植物体内各处传输的。在一项关于植物生长素(影响生长和辨识不同种类细胞的激素)的研究中，一种负责调控激素移动的蛋白质只在茎部的某些组织中出现。所以，这可能是植物信号传导过程中的重要结构。犹他大学的植物学家莱斯莉·西伯思研究过植物中的类胡萝卜素，发现它们能远距离移动，从根部到嫩芽。她承认:"人们还不了解它们是如何移动的。有些化合物可以从一个细胞移动到另一个细胞，而有些在细胞间移动时可能必须进入细胞内。"

关于植物反应背后隐藏的机制究竟如何起作用，存在许多争论。植物学家们习惯于关注信息传递中的某一个领域，所以至今仍没自太多人努力将他们的工作结合起来，形成一个整体的认识。兰开斯特大学的布赖恩.福德说:"大体上，信号不会单个起作用，因为某个特定信号导致某个特定反应，这样想过于简单化了。和人们一样，植物像一场由各种不同信号组成的芭蕾舞剧，各种信号在其体内来回移动。"人们正开始慢慢揭开植物如何与这些信息传递活动相协调的面纱。只是进展很慢。除非人们更了解植物反应中所有路径间的相互作用，否则"为什么人们的叶状同伴像它们所表现的那样聪明"仍将是个谜。

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