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大家好，今天是2月12号大年初八，上班的日子终于到了。今天，我们继续来读《植物知道生命的答案》这本书。 昨天有花友问我，这本书大概要讲多久？说实话，我也不知道，也许还需要再读上15天吧，也许更长。 我明白，在到处都在讲求效率的今天，花上一个多月的时间来一起读一本书，听起来是一件相当久而且不划算的事情。 确实，我这本书的解读版的文字量肯定是要超过原书的了。别的读书平台在带着大家读一本书的时候，一般都会把书的内容压缩再压缩，把里面的干货讲给大家听，而我却要把原有的内容拉长，这是什么原因？ 是的，我有我自己的考量。毕竟本书的作者是一位生物学家，很多内容对他来说是显而易见的东西，但对于一位普通花友来说，确实需要更仔细的解释之后才利于消化的。如果消化不了，那么读这种科普书，除了不明觉厉以外，我们往往收获不到更多东西。而我的解读则承担起把那些隐藏起来的科学原理翻译成白话的责任。 我知道很多花友更期待看到关于多肉植物方面的“干货”，也就是告诉你什么情况下该怎么做就对了的那种“干货”。但我却觉得如今的这个世界，干货实在太容易获得，只要你敢百度，就一定有一大堆的答案等着为你作答。唯一遗憾的就是，你可能没办法分辨，在众多的答案之中，哪些答案是正确的。这正是我写这些文字的用意——从一大堆的答案里面去伪存真，科学思维比科学知识要有用的多，而我想通过我的文字来传播的，正是这个叫做科学思维的东西。 现在这个时代，即使我们是文科生，即使我们是感性人，了解一些科学思维的方法，也远比那些称之为“干货”的知识更重要。 好啦，今天的闲话说的有点儿多了，我们开始读书。 今天我们又要说到伟大的科学家查尔斯·达尔文了。达尔文是一位好奇心极强的科学家，他曾经一度对于食虫植物非常着迷。1875年的时候，达尔文出版过一本专著，名叫《食虫植物》。在这本专著里，他曾把食虫植物称作“世界上最神奇的植物”。 的确，每个人在见到食虫植物的第一眼都会非常吃惊的。它们的第一个特点是会动。按照我们的常识，植物不应该会动。含羞草在被触摸之后会把叶子垂下去，世界上有含羞草这样另类的植物已经够过分的了，怎么还会有食虫植物存在呢？这实在太夸张了。第二个特点，就是它们竟然是吃肉的。在亲眼见到第一株食虫植物之前，我相信很多人都听说过大嘴食人花之类的东西。著名的植物大战僵尸的游戏里，食人花就是防御僵尸的最重要的植物之一。虽然在植物大战僵尸里面，食人花是站在我们这一边的，但这家伙吃人的特质还是让我们印象深刻。 我经常会把捕蝇草这类食虫植物介绍给小孩子，我相信孩子们会对这些能与人互动的植物很感兴趣。孩子们几乎无一例外的会问我，能用手摸吗？它会咬我吗？咬到手疼不疼这类问题。甚至，孩子的父母也会问我这样的问题。可见，对于小小的食虫植物，很多人还是心怀着敬畏的。 达尔文最初观察到食虫植物，是1860年在英国南部的萨塞克斯郡。现在的萨塞克斯郡已经不存在了，被重新规划为西萨塞克斯郡和东萨塞克斯郡。风景如画的南唐斯国家公园就坐落在东萨塞克斯郡的辖区内。达尔文当年就是在那里见到茅膏菜的。说到南唐斯国家公园，我推荐大家可以去看一部BBC拍摄的纪录片，大家搜索南唐斯国家公园在加上关键词BBC就能搜索到了，那实在是非常值得看的一部纪录片。 达尔文发现，这种叫做圆叶茅膏菜的小草的叶子上，竟然捕捉了大量的昆虫。在此之前，达尔文是听说过食虫植物的，但是并没有亲眼见到过食虫植物捕食，所以亲眼看到之后，是非常惊讶的。于是达尔文就一头扎进食虫植物这个领域中研究起来了。 捕蝇草大概是所有食虫植物里最适合做研究的一类植物了。捕蝇草的叶片长得就像是一个大夹子。叶脉把叶片分成左右两瓣。叶片的边缘长着常常的像是梳子一样的齿。平常，这两瓣叶子是向两边张开成字母V的形状的。在叶片表面，会有一些蜜汁分泌出来。这些蜜汁的营养甚至高过花蜜，这对于对于苍蝇、甲虫这类小昆虫是有着致命的吸引力的。 如果这些昆虫爬过叶片的表面，叶片的左右两瓣就会以惊人的速度互相咬合起来，叶片两侧梳子一样的齿会互相交叉，组成类似于监狱栏杆一样的一个笼子，把它的猎物关在里面。一旦捕蝇草的叶片被激发，就会分泌消化液，让捕捉到的小昆虫消化并且吸收掉。 捕蝇草的叶片的闭合速度是非常惊人的，从开始闭合到完全合拢，只需要十分之一秒的时间。我曾经尝试过用手去触动捕蝇草的陷阱，虽然我事先是有准备的，但也依然难以全身而退，每次我都会被捕蝇草夹到。不过捕蝇草的力量并不大，你可以轻松的把被捕蝇草夹到的手指抽出来。捕蝇草也常常会夹到小青蛙或者蜥蜴之类的小动物，或者一些大型昆虫，但是一般都会因为力量不够而最后被猎物逃掉，就像我的手指一样。 在捕蝇草的两瓣叶子上，长有几根巨大的纤毛。现在我们知道，这些纤毛就是捕蝇草的动作触发器。达尔文是第一个仔细研究捕蝇草的触发机制的科学家。 达尔文在他的《食虫植物》这本书中就写到过，水滴、水流、狂风甚至猛烈的降雨都没办法触动捕蝇草的陷阱。达尔文曾经竭尽全力地通过一根又细又尖的管子向着触动陷阱的纤毛吹气，结果是毫无作用。似乎那些捕蝇草完全清楚是有人在逗弄它们一样。 尽管达尔文非常详细的描述了他做过的所有的关于捕蝇草的实验。包括使用雨滴或者吹气来刺激捕蝇草，包括在捕蝇草的夹子上放上它们爱吃的昆虫。但是很遗憾的是，达尔文最终也没能解释触发捕蝇草陷阱的真正机制。达尔文只是很偶然的让捕蝇草的陷阱启动，但大部分时候，无论他做什么，捕蝇草都对他做的事情无动于衷。 对于捕蝇草的陷阱触发问题做出关键性解释的人叫做约翰·伯顿·桑德逊。桑德逊是一位与达尔文同一时代的生理学教授，同时也是一名医生。他当时受聘于伦敦大学。桑德逊在了解了达尔文的研究之后，对捕蝇草启动陷阱的机制非常痴迷，于是开始了他对捕蝇草的研究。 桑德逊并没有像达尔文一样用各种方法去做实验。他以前的研究课题就是动物体内的电脉冲现象。当时桑德逊已经知道，动物的肌肉收缩的时候，是受到生物电的激发和控制的。如果用电极去刺激青蛙的肌肉，就会观察到青蛙会不由自主的产生收缩肌肉的现象。桑德逊由此想到，植物的动作触发，会不会也与生物电信号有关系呢？ 为了验证他的这个猜想，桑德逊设计了一系列的实验。他首先把一个电极小心翼翼的放在捕蝇草的叶片表面，然后再去触动捕蝇草的纤毛。 捕蝇草叶片上的纤毛，就好像是一个一个的压力感受器，当昆虫触动纤毛的时候，对纤毛产生的压力就转化为生物电信号。桑德逊通过仪器准确的捕捉到了来自捕蝇草叶片的电信号。电信号就是捕蝇草触发陷阱的原因。 但是，很神奇的事情是，桑德逊发现，对两根毛的触动才能产生一个触发陷阱的电信号，而单独触动一根纤毛是不行的。如果同时对捕蝇草的多根纤毛进行同时触动的时候，会诱发去极化过程，也就是说，同时触动多根纤毛不仅不会触发捕蝇草的陷阱，而且会让捕蝇草的夹子失去敏感性而不会合拢。 这些有趣的反应给了捕蝇草相当大的生存优势。因为如果多根纤毛会一起被触动，那就说明现在爬过捕蝇草陷阱的猎物尺寸相当的大，捕蝇草没有必要触发陷阱，即使夹子闭合，它也没有足够的能力抓住猎物。 如果同一时间只有一根纤毛被触动的话，那很有可能是一个雨滴或者别的什么并非猎物的东西不小心碰到纤毛而已。所以一根纤毛被触动也不会触发陷阱。 只有两根纤毛在先后很短的时间内被触动时，陷阱的触发才是有意义的。这时候陷阱内的猎物应该不大不小，而且刚刚好爬过陷阱，正处在适合捕猎的位置。所有的一切，都被捕蝇草这巧妙的机制算计好了，这实在是非常神奇的一件事情。 桑德逊教授也因为这项研究而闻名，这是桑德逊教授职业生涯中最重要的一项发现，也是人类对植物生物电活动的第一次定性研究。 不过，受实验条件的限制，桑德逊也只能得出电信号是捕蝇草触发陷阱的直接原因这个结论。至于更深层次的生物学机理，知道一百多年后才被美国阿拉巴马州奥克伍德大学的亚历山大·沃尔科夫团队所证明。 沃尔科夫团队准确的捕获了捕蝇草启动陷阱的电信号。而且，通过实验手段，我们还可以在没有任何纤毛被触动的前提下向捕蝇草模拟释放同样的电信号。在捕蝇草的夹子收到点引号后，虽然没有被触动，它们也会立即闭合。于是，沃尔科夫的团队实现了对捕蝇草陷阱触发机制的定量研究，真正的揭开了捕蝇草陷阱触发的秘密。 不过，捕蝇草是怎么记住单独一根纤毛被触动后的多长时间另一根纤毛被触动这件事儿的呢？这是不是说，植物某种意义上来说，是拥有记忆的？后面我们会继续探讨这个话题。 欢迎大家加我好友，也欢迎大家直接在这里给我留言，如果能点一下右下角的“喜欢”按钮就更好了。很高兴与大家一起交流。 |
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