本书作者丹尼尔·查莫维茨认为,由于植物不能像动物那样通过迁徙、寻觅食物、寻找掩蔽处等方式来选择环境,它们只能产生更复杂的感觉和调控系统来抵抗和适应环境,所以植物存在着视觉、嗅觉、触觉、听觉、本体觉和记忆等心理功能。
1864年,科学家尤利乌斯·冯·萨克斯发现,只有蓝色光才能诱发植物的向光弯曲
达尔文假设,植物的眼睛长在其幼苗的茎尖。在同样的环境中,切掉或遮住茎尖的幼苗无法向光弯曲,而未切掉或遮住茎干的幼苗可以向光弯曲,则证明该假设是正确的。
马里兰猛犸可以“看见”光照,并能够根据光照时长来调整自己的生长,这被称为植物的光周期现象。
有些植物像马里兰猛犸一样,是在“短日照”的时候才开花,比如菊花和大豆;还有些植物正好与马里兰猛犸相反,是在接受“长日照”时才能开花,比如大麦和鸢尾。
长日照植物 短日照植物
植物测量的并不是日照的时间长短,其实是对黑暗时期的持续时间进行了度量
植物的不仅能够看到光亮,还能够区分颜色,红色光影响光周期现象,蓝色光影响向光弯曲生长。
远红光(一种波长比红光略长的光,日暮时可见到)竟然可以消除红光对光周期现象的效应
隐花色素——用于调节生物钟。
1.如果植物“失明
黑暗中的植物要比在光照下生长得高,因为它们会努力生长,以期钻出土壤或者逃脱其他植物的遮蔽以见到光
2.失明问题探究
1.植物和人一样有“视觉”
我们能把眼睛感知到的光信号经由大脑转化为图像,植物虽然没有神经系统,看不到图像,却能够产生调控生长的指示
2.相似的光受体结构
植物和动物作为两种不同的演化适应形式,光受体也是相互独立的两套系统。这两套系统唯一的相似性就在于光受体的结构,不论是动物还是植物,所有的光受体都是由一种蛋白质和一种与之紧密联结的、能吸收特定光的化学染料构成。
3.都含有“隐花色素”的蓝光受体
隐花色素的功能
它的作用是控制植物的生物钟、调节其昼夜节律、使外界的光信号和生物钟相协调。
乙烯作为一种植物激素,其实是帮助植物对环境威胁做出反应的调控因子。成熟果实中产生的大量乙烯会保证整片果实均匀地成熟,引起一场乙烯诱导成熟的连锁反应,促进植物果实被动物识别,进而保证了种子的传播。
菟丝子是靠嗅觉来捕猎的
只要是受伤的叶子,不管是自然所为还是在实验中被撕毁,都能够释放出某种气体信号,使其他健康的同类产生阻碍毛虫生长的化学物质,进行群体的自我保护。
这说明,植物保护同类的过程,就像是中国古代长城上的烽火台一样,只要健康叶片“嗅”到了受害叶子散发的气体,就会提前做好防护
虽然他们都能够释放气体信号,但成分是不同的,前者释放物质的主要成分是水杨酸甲酯(水杨酸是阿斯匹林的化学前体),而后者主要是茉莉酸甲酯。
所以植物不仅能够呼救和预警,还能够描述清楚具体的事件
嗅觉和我们的情绪、记忆等心理过程紧密联系,鼻子中的嗅觉感受器通过嗅神经和我们的大脑以及边缘系统(主要功能是调节感觉信息、影响或产生情绪、参与学习和记忆活动)相连。
作者依然坚持植物有嗅觉,毕竟植物可以嗅到空气中的挥发物,并根据这些信号做出趋利避害的反应。植物的嗅觉不仅存在,而且非常灵敏。
1.捕蝇草的特征
2.对捕蝇草触发机制的研究
“世界上最神奇的植物之一”
触动两根黑毛可以引发一个动作电位(动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时,在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程,动物肌肉收缩时也会产生动作电位),电流激发了叶瓣闭合的行为,几秒钟之后又会恢复到静息电位(静息电位指细胞未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差,它是一切生物电产生和变化的基础)
外界碰触引发了含羞草叶片的活动电位,活动电位沿着叶子辐射开,导致了叶片的闭合
植物细胞和动物细胞的不同之处在于,动物细胞只具有原生质体,原生质体的液体内容物中,含有细胞核、线粒体、蛋白质和DNA等;而植物细胞的原生质体外围还有一层细胞壁,细胞壁结构疏松,具有全透性,主要起支撑作用。
如此看来,含羞草受触碰关闭叶片的过程,也是一个电信号转化为化学信号再作出物理运动的过程。
1.接触形态建成的提出
接触形态建成
其实被触碰导致生长停滞,并不是植物生命力脆弱的表现,而是植物用以保护自己、适应环境的特殊能力。
“接触形态建成”导致的迟滞生长,其实就是一种演化适应而来的能力,增加了植物在复杂环境的干扰之中存活下来的概率。
2.接触形态建成的原理
。虽然所有细胞中的基因片段是相同的,但不同的细胞却含有不同的蛋白质,这是因为大多数基因只在特殊的某一类细胞中才会发生转录,即基因的转录必须被特定的条件所激活。
。虽然所有细胞中的基因片段是相同的,但不同的细胞却含有不同的蛋白质,这是因为大多数基因只在特殊的某一类细胞中才会发生转录,即基因的转录必须被特定的条件所激活。
摇滚乐是反社会的,对植物具有潜在危害性;受祈祷的植物会茁壮成长,而被仇恨的植物则会凋零死去
即人们总是会证实自己最初的设想,这在心理学上被称为预言自动实现效应,也称为罗森塔尔效应
至于摇滚乐的阻碍,则可能是因为植物受到这些强有力声波的冲击,仿佛在大风中摇摆震动,实质上是“触觉”的影响而并非“听觉”的效用。
而植物科学领域的第一次基因组全序列测序工作,领先五年完成
在我们的身体中,某些基因发生突变不能发挥正常功能,会使个体产生特定疾病,所以基因常常以和它们相关的疾病来命名,但这并不意味着基因本身引发了这些机能缺陷
肌球蛋白的主要作用是驱动细胞内的各种蛋白质和细胞器的运动,就像是一台发动机
在植物体内,肌球蛋白虽然不会帮助它们具备听力,但在细胞层面上,与在动物体内的功能类似
关于植物“听觉”的研究普遍存在着一个难题,即人们很难将与声音无关的干扰变量(或称混淆变量)完全地排除在外,以观察到声音对植物生长的单纯效应。
当然,在科学研究中的一个共识是,缺乏实验证据并不意味着得出否定的结论
不过本书作者仍然坚信,植物是无法感知到声音的。
重力影响植物的生长方式
根冠(根最末端)的细胞的确是植物的重力感受器。
当一种被称为“稻草人”的基因发生突变时,拟南芥的茎变不会向上生长,但根的正向地性不会受到影响。“稻草人”基因决定了内皮层的形成,内皮层的缺失导致植物的茎无法正确地感知重力。
这些细胞中含有一种叫做平衡石的致密的球状结构。由于平衡石比细胞中的其他成分都要重,所以无论植物被怎样放置,平衡石总会落到最底部,从而引导植物的根和茎分别朝着不同的方向伸长。
这种产生于茎尖的促使植物弯曲生长的物质一定是溶于水的,所以才可能穿过明胶片传递给茎的中段,而无法穿透玻璃片。
20世纪30年代,植物学家们终于确认了这种化学物质,它是一种被命名为“生长素”的植物激素。这种激素广泛地存在于各种植物中,它的主要功能就是让细胞增加长度
达尔文发现,似乎所有植物的运动轨迹都存在着共同的规律,那就是总在重复地螺旋状摇头,于是他将其命名为“回旋转头运动”。
关于“回旋转头运动”的两种假说及验证
1.达尔文的假说:他认为“回旋转头运动”是所有植物运动的驱动力(所有植物的内秉行为)
2.对立的假说:他们认为植物的“回旋转头运动”并不是向地性的原因,而是结果(重力驱动植物运动
“回旋转头运动“的确是植物与生俱来的内秉行为,而重力则会放大和修饰这种内在运动。
力是可以叠加的。植物虽然会同时被朝着好几个方向拉扯,但是它最终的受力情况则是叠加在其身上的几个力的矢量和。