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你家里的植物,也許一直在注視著你

把科學(xué)帶回家 2022/12/12 21:06:06 責(zé)編:遠(yuǎn)生

這年頭,幾乎每個(gè)人都會(huì)在家里養(yǎng)上幾盆植物,雖然許多人養(yǎng)一盆死一盆,甚至連號(hào)稱最好養(yǎng)活的仙人掌都養(yǎng)不活,但這卻無法阻擋他們繼續(xù)養(yǎng)下去。有些人想要的只是給家里添加一點(diǎn)綠意,有些人卻是因?yàn)橄矚g閑暇的時(shí)候擺弄一下植物,靜靜觀賞而已。但是,你有沒有想到過,植物很可能也是有感知的,每當(dāng)你凝視它們的時(shí)候,它們也在“凝視”著你?

誰家沒養(yǎng)著幾盆植物呢?圖 / pixabay

近年來,越來越多的證據(jù)表明,植物們?cè)诤芏嗲闆r下表現(xiàn)得與動(dòng)物很相似:為了生存而相互搏殺、能夠感受環(huán)境變化而迅速改變自身做出適應(yīng)、它們能夠識(shí)別出自己的親屬與敵人,有一些群居生長的植物甚至表現(xiàn)出了類似螞蟻一般的社會(huì)性。

科學(xué)家們從上個(gè)世紀(jì) 70 年代就開始研究植物的這些能力,最早的時(shí)候他們發(fā)現(xiàn)某些植物能夠分泌各種有毒物質(zhì),通過雨水淋濾等作用釋放到土壤中,從而毒死周圍的其他種類植物,比如云杉能夠釋放水楊酸,水楊酸被雨水帶到林下土壤中,從而抑制了云杉根系附近灌木的生長。

不僅僅是云杉樹林林下灌木稀少,還有許多其他樹種也是如此 圖 / pixabay

隨后,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,科學(xué)家們開始發(fā)現(xiàn)植物還能對(duì)動(dòng)物的侵害產(chǎn)生反應(yīng),并將這一信息告知同伴。比如大名鼎鼎的尼古丁,這本來是煙草用來防御昆蟲傷害所分泌出來的物質(zhì),是一種強(qiáng)致命的毒物,能夠毒殺大部分昆蟲;又或者是單寧等化學(xué)物質(zhì),這些物質(zhì)能夠讓植物本身口感變差,讓動(dòng)物無法下口。而且更有趣的是,一旦某一株植物受傷,其周邊的其他植物也都會(huì)產(chǎn)生反應(yīng),比如體內(nèi)某些毒素成分含量增加等。

雖然煙草現(xiàn)在被用來制作香煙,但是這種植物合成尼古丁的目的其實(shí)是防止動(dòng)物的啃食 圖 / pixabay

不止如此,植物甚至能夠快速識(shí)別自己的植物敵人與親屬。比如菟絲子,是一種寄生性植物,它們喜歡寄生在番茄身上,科學(xué)家們?cè)鲞^實(shí)驗(yàn),將菟絲子放在番茄和小麥中間,菟絲子在緩慢搖擺之后就會(huì)快速選擇攀附到番茄身上 —— 顯然這是因?yàn)樗鼈凅w內(nèi)有某種感知器官,能夠嗅探到番茄的存在;而另外一種情況就是,植物們會(huì)識(shí)別自己的親屬,對(duì)自己的親屬予以照顧,所有植物在土壤中都會(huì)大肆擴(kuò)張自己的根系從而吸收營養(yǎng),即使是同種植物之間這種競爭也都非常激烈,但是一旦識(shí)別到隔壁是自己的親屬,植物的根系擴(kuò)張就會(huì)放緩,因此相比之下生長在一起的親屬植物的根系就會(huì)遠(yuǎn)比非親屬植物的小,目前科學(xué)家們?cè)谛←?、水稻、玉米等多種植物之間都發(fā)現(xiàn)了這種親屬識(shí)別的現(xiàn)象。

除了這些現(xiàn)象之外,有些植物還會(huì)表現(xiàn)出真社會(huì)性來。

可能每一個(gè)看過螞蟻相關(guān)紀(jì)錄片的人都會(huì)對(duì)它們印象深刻,每一群螞蟻就像是一個(gè)小社會(huì)一樣,在地下構(gòu)建出一個(gè)個(gè)微型王國。它們?cè)诜N群中有明確的職業(yè)劃分:負(fù)責(zé)繁殖后代的蟻后、負(fù)責(zé)與蟻后交配的雄蟻、負(fù)責(zé)保衛(wèi)和照料工作的兵蟻和工蟻。

切葉蟻中的七種不同階級(jí)的工蟻(左),和蟻后的兩種形態(tài)(右側(cè)) 圖 / wikipedia

由這些螞蟻構(gòu)成的螞蟻王國中,不同螞蟻各司其職,有些種類的螞蟻甚至還開發(fā)出了類似于放牧、播種或者是耕作的習(xí)性。比如有些螞蟻會(huì)放牧蚜蟲,蟻群將蚜蟲驅(qū)趕到葉片背部食物充足的地方集中看管,并為蚜蟲驅(qū)逐天敵,等到蚜蟲吃飽喝足后,就會(huì)分泌蜜露,此時(shí)螞蟻就會(huì)用觸角戳蚜蟲來擠出這些蜜露,就好像人類擠牛奶一樣;還有些切葉蟻則會(huì)切下葉片放置到蟻巢的陰暗潮濕處,將它們作為真菌的培養(yǎng)皿,從而收獲真菌。

正在放牧蚜蟲的螞蟻,綠色的小點(diǎn)點(diǎn)就是蚜蟲 圖 / 自拍

科學(xué)家們將類似于螞蟻這種群體中有明確分工,有多個(gè)世代,并且某些個(gè)體會(huì)照顧其他幼年個(gè)體的現(xiàn)象稱之為真社會(huì)性。真社會(huì)性生物生來就有固定的職業(yè)分工,它們無私無畏,工作效率極高,有些人還腦洞大開,以這些真社會(huì)性昆蟲為藍(lán)本虛構(gòu)出了一個(gè)“蟲族”來,無論是在著名游戲《星際爭霸》還是在著名電影《星河戰(zhàn)隊(duì)》中,我們都能看到“蟲族”的身影。

《星河戰(zhàn)隊(duì)》中的蟲族無畏無懼,適應(yīng)力極強(qiáng),是人類的強(qiáng)大對(duì)手

在以往,人們認(rèn)為真社會(huì)性生物只可能出現(xiàn)在動(dòng)物中。但是最近的發(fā)現(xiàn)越來越動(dòng)搖人們的這個(gè)觀點(diǎn)了 —— 可能也有一些植物出現(xiàn)了這種神奇的真社會(huì)性。

如果我們經(jīng)常鉆小樹林的話,那么可能會(huì)有幸見到一些可愛的植物,它們突兀地長在活著的樹干上,把樹干裝點(diǎn)得綠意盎然的,這些植物被稱為附生植物,大多是蕨類,在潮濕的南方尤為多見。

寄生在樹木上的植物,仔細(xì)觀察,許多樹林中都能找到這種情況  圖 / pixabay

今天的主角就是這么一種附生植物 —— 二歧鹿角蕨。這種植物原產(chǎn)澳大利亞,但是現(xiàn)在在中國也被人們大量栽培用作園藝觀賞,被栽培的時(shí)候它可能是孤零零一顆長在土中,不過要是在它的澳大利亞老家,它會(huì)是一大團(tuán)一大團(tuán)的附著在樹干之上,最多可能會(huì)在一根樹干上長數(shù)百顆植物,它們的根莖部位膨大,枝葉向四面八方生長開,看上去好像是一個(gè)超大號(hào)馬蜂窩長了許多葉子一樣。

二歧鹿角蕨  圖 / flicker

最近有科學(xué)家在澳大利亞外海 600 千米的一座海外孤島豪勛爵島調(diào)查這些二歧鹿角蕨的時(shí)候,對(duì)這些叢生的鹿角蕨進(jìn)行了專門研究。研究發(fā)現(xiàn),這些鹿角蕨蕨膨大的根部實(shí)際上是一個(gè)公共資源庫,在這里儲(chǔ)存著水分和養(yǎng)料,任何個(gè)體都可以從這個(gè)資源庫中汲取這些養(yǎng)分,這是由于這些植物附生在樹干之上,既沒有土壤,也沒有水分,因此它們共同伸展了自己的根部交織在一起。鹿角蕨在靠近根部的地方會(huì)生長一些葉片狀的組織,成熟后就會(huì)立即死亡,但卻不會(huì)掉落,而是會(huì)與這些根系生長在一起,永久保留下來,當(dāng)植物不斷生長,它們的根部也就不斷與葉片狀組織交織在一起不斷膨大,從而成為一個(gè)可以存儲(chǔ)水分和有機(jī)質(zhì)的巨大的巢狀儲(chǔ)存庫。

豪勛爵島  圖 / wikicommon

更有意思的是,在巢狀儲(chǔ)存庫上方的植物葉片會(huì)生長成長橢圓形的大葉片,多個(gè)葉片組合起來就好像一個(gè)喇叭口一樣能夠?qū)⒂晁畢R集到巢狀儲(chǔ)存庫的中央,而生長在巢狀儲(chǔ)存庫下方貼近儲(chǔ)存庫的植物,其葉片則會(huì)生長成為圓形、海綿狀的,這可能用來堵住儲(chǔ)存庫的底部,防止水分向下滲漏。而且,越靠下端的植株,其生殖能力越弱,甚至壓根沒有生殖能力,越往上的植株生殖能力越強(qiáng) —— 事實(shí)上,像這種植物團(tuán)中,可能會(huì)有 40% 左右的植物完全沒有生殖能力。這就意味著其中的一部分植物放棄了生殖能力,專心致志為整個(gè)團(tuán)體謀利益,這是不是有點(diǎn)類似于蟻群中的工蟻了?此外,在這些植物中,其新繁殖出來的下一代幼體往往會(huì)生長在儲(chǔ)存庫的中央地帶,那里營養(yǎng)豐富,更容易生長 —— 這可能是不那么明顯的照料下一代的過程。

根部的圓形葉子專為公共儲(chǔ)存庫而形成,儲(chǔ)存庫底部的植株無生殖能力  圖 / wikicommon

如果考慮到我們?cè)谇拔乃吹降闹参飼?huì)通過某些化學(xué)物質(zhì)相互交流,那么我們自然能夠推測,像這么一大群植物,可能真的就好像是一個(gè)小社會(huì)一樣,它們分工合作、上一代植物自發(fā)照顧下一代,而且通過無聲的化學(xué)物質(zhì)一直在不停竊竊私語 —— 它們實(shí)際上與一群螞蟻在本質(zhì)上并無區(qū)別了!

所以,讓我們?cè)倩氐介_頭的問題,當(dāng)我們養(yǎng)植物、觀察植物的時(shí)候,它們可能并不是一無所知,我們身上的香水味道、洗發(fā)水味道、喝了酒的酒精味道,甚至是沒刷牙的口臭,可能都會(huì)讓它們有所感知,只不過我們暫時(shí)無法體驗(yàn)到植物的喜怒哀樂,也無從得知家里那一大堆植物們相互在竊竊私語說著什么,自然也無法了解即將死亡的那盆仙人掌會(huì)給新到的那盆梔子花留下哪些遺言。

參考資料:

  • https://shimo.im/docs/C8P8yqDGYh6WhVtC

本文來自微信公眾號(hào):把科學(xué)帶回家 (ID:steamforkids),作者:沈夢溪

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