在《萬物簡史》帶著我們如過山車那般在歷史的隧道里穿梭而過之后，讓我們將目光收回，看一看身邊的花草樹木。你可曾想過，存在一個只有寧靜心靈才能傾聽的世界：植物會看、會聞、會觸摸、有記憶、能定位。
《植物知道生命的答案》將帶領我們進入不同種類的植物生活，本書將植物與人類的感覺相對比，你將發現我們與向日葵、橡樹之間的共同點遠遠比我們以為的多得多。
更重要的是，科學家們鍥而不舍，勇于驗證的精神是值得我們學習的。我們也可以抱著好奇的心態，做出一些奇異的設想，并去驗證它，或許下一個令人驚奇現象的發現者就是你。
讓我們和作者一起探討生命之美，在科學的范圍內重新考量植物。帶上你的好奇心，準備出發！
一、 導語
“智力”是一個復雜的心理學概念。直至今日，不同學者——不論是歷史上首個智力測驗的發明者比奈·阿爾弗雷德，還是哈佛大學著名心理學家加德納，對“智力”這一詞語的理解和定義都有著不同的見解。
對“高智力”的衡量標準，更是有不同的看法和無休止的爭議。不過有一點似乎已經取得了共識，那就是在動物界，不論是猩猩還是章魚，基本都擁有或多或少的體現智力的特質。
然而，作為多細胞生命的另一種獨特的演化適應形式——植物，它們是否存在智力則是一個容易引起爭議的新觀念。
早在1876年，植物學家威廉·勞德爾·林德賽博士就曾指出：“類似在人類身上表現出來的心智的某些特性，在植物中間也普遍存在。”
愛丁堡大學的植物生理學家安東尼·特里瓦弗斯更是大膽地提出了“植物智力”的概念，認為智力是一種通過自然選擇逐漸演化而來的一種廣泛意義上的性狀。
本世紀初“植物神經生物學”作為一門新學科迅速興起，大量的研究表明了植物中的信息網絡與動物神經網絡之間存在著巨大的相似性。
越來越多的人開始相信，植物是同人類相似的具有主觀體驗的生命個體，瑞士政府甚至在2008年時成立了一個旨在保護植物尊嚴的倫理委員會。這一行為看似荒謬，但不得不引發我們對植物生命的深入思考。
植物是不是人類的遠親？它們究竟有沒有智力？要想解決這些問題，我們首先要弄清楚一件事，植物是否有意識。
有句古語叫做“人非草木，孰能無情”，即是說青草樹木是沒有生命、沒有感知覺、也沒有情感的。按照本書作者的觀點，是時候證明這句古語的錯誤了。
植物對周邊色光信息的識別、對氣味環境和重力的認識、對過去經歷和天氣條件的記憶都告訴我們，植物的確是具有意識的。
如果我們借用心理學家弗洛伊德的人格結構理論來加以表述，那么植物的心理結構是缺乏自我和超我成分的，但極有可能具備聽從本能指揮的本我成分（弗洛依德認為“本我”代表本能沖動的欲望，“自我”負責處理現實世界的事情，“超我”是良知或內在的道德判斷。）。
本書作者丹尼爾·查莫維茨認為，由于植物不能像動物那樣通過遷徙、尋覓食物、尋找掩蔽處等方式來選擇環境，它們只能產生更復雜的感覺和調控系統來抵抗和適應環境，所以植物存在著視覺、嗅覺、觸覺、聽覺、本體覺和記憶等心理功能。
值得注意的是，植物沒有腦等中樞神經系統，作者在本書中使用的“看到”、“聽到”、“嗅到”等詞語和動物的感覺體驗是存在質的區別的。
二、 植物學家達爾文
感覺是其他一切心理現象的基礎，沒有感覺就沒有其他一切心理現象。而視覺是感知外界事物的大小、明暗、顏色、動靜的感覺，至少有80%以上的外界信息經由視覺獲得，所以視覺無疑是人和動物最重要的感覺。
大腦將眼球接受的光刺激轉化為可識別的圖像，我們便看到了外界的事物。我們平時所說的光實際上是和無線電波、X射線等類似的電磁波，只有波長在0.0000004米到0.0000007米之間的電磁波才能被人眼識別，故稱之為可見光。
光波進入到眼球后方的視網膜上，就如同景象到達了數碼相機中傳感器。指甲大小的人類視網膜中含有1.25億個對顏色敏感的視錐細胞和600萬個對明暗敏感的視桿細胞，其分辨率相當于一部130兆像素的照相機。
視網膜接受的信息經過視神經傳遞給大腦，我們就看到了外部的世界。植物雖然沒有眼睛和大腦，卻也能識別光和顏色，它們是如何看外界的呢？它們看到了什么呢？這就是我們今天要學習的內容。
眾所周知，達爾文是英國著名的生物學家，他所提出的“進化論”被恩格斯列為19世紀自然科學的三大發現之一（其他兩個是細胞學說、能量守恒轉化定律）。
而并不廣為人知的是，達爾文在出版了《物種起源》這部著作之后，用20年進行了一系列有關植物生長中的光效應的實驗，對植物學研究產生了深遠的影響。
達爾文發現，植物生長器官受單方向的光照射時，會引起生長向光彎曲的現象，即植物的向光性。1864年，科學家尤利烏斯·馮·薩克斯發現，只有藍色光才能誘發植物的向光彎曲。
可是，植物是如何看到色光？植物的“眼睛”長在什么部位呢？達爾文父子用了一個經典實驗來探究這個問題，有些讀者應該在高中的生物課中學過。
達爾文假設，植物的眼睛長在其幼苗的莖尖。在同樣的環境中，切掉或遮住莖尖的幼苗無法向光彎曲，而未切掉或遮住莖干的幼苗可以向光彎曲，則證明該假設是正確的。
如下圖所示，達爾文設置了五株受過不同處理的植物幼苗，并只在五株植物的一側設置光源，然后放置在同樣的適宜生長的環境中進行實驗和觀察。
實驗的結果發現：
直立生長的植株是：
b切掉植物莖尖
c用不透光的小帽遮住莖尖的幼苗
向光彎曲的植株是：
a未受處理的幼苗
d用透光的玻璃罩遮住莖尖的幼苗
e用不透光的管子遮住莖干的幼苗。
這個簡單的實驗證明了向光性是光線照到植物尖端的結果，看來植物的“眼睛”長在苗梢上。
三、馬里蘭猛犸：不停生長的煙草
達爾文發現了植物“眼睛”生長的部位之后，一些煙農的發現引發了科學家們對植物“視覺”的又一輪深入探索。
19世紀初的馬里蘭州南部山谷，經歷了幾個世紀的煙草種植，早已經成為美國最大的煙草生產地。
1906年的一天，煙農發現了一種新的煙草品系，竟然可以不停歇地生長，勃發出密布的煙草葉子，一直生長到霜凍來臨的寒冬時節才肯罷休。這種煙草最高可以達到四米半的高度，于是被大家稱作“馬里蘭猛犸”（猛犸現已滅絕，它曾是最大的獸類，在此比作龐然大物）。
如此看來，這一品系的發現簡直是廣大煙農們的福音，但這世上并沒有白撿的便宜。我們都知道，農民不可能把所有糧食都賣掉或吃掉，必須要留一部分優質的種子糧以供來年播種。
馬里蘭猛犸雖然能夠不知疲倦地一直生長到入冬，但無休止的生長也限制了其開花，因此煙農無法收獲種子，將這一品系延續下去。
美國農業部開始對這個棘手的問題進行研究。兩位科學家懷特曼·加納和哈利·阿拉德進行了這樣一個實驗：把生長狀況相同的馬里蘭猛犸移栽在花盆中并分成兩組，其中一組如原先一樣放置在室外田野里，而另一組只在白天放在田野中，每天下午則挪到陰涼的棚子下。
經過一段時間的培養，研究人員發現，控制日照時間長度的第二組植株，已經可以停止生長并開始開花。也就是說，馬里蘭猛犸可以“看見”光照，并能夠根據光照時長來調整自己的生長，這被稱為植物的光周期現象。
在后續的研究中，科學家們逐漸發現了植物根據“看到”光照的程度自主調節花期的規律。有些植物像馬里蘭猛犸一樣，是在“短日照”的時候才開花，比如菊花和大豆；還有些植物正好與馬里蘭猛犸相反，是在接受“長日照”時才能開花，比如大麥和鳶尾。
根據植物觀察日照的規律，農民們就能夠靈活控制和調整光照條件，使農作物的生長更符合自己的生產計劃。
四、奇妙的光周期現象
馬里蘭猛犸的趣事讓我們知道，植物可以依據光照時長表現出周期性現象。在上一張卡片提到的實驗中，科學家對第二組煙草植株進行了暗處理（每天下午移到大棚內避免接受光照），使得適應“短日照”的馬里蘭猛犸能夠開花。
這樣一來我們就接觸到了生物學的兩個術語，短日照植物和長日照植物：
長日照植物——只有當日照長度超過臨界日長(14～17小時)，或者說暗期短于某一時數才能形成開花的植物。
短日照植物——只有當日照長度短于其臨界日長(少于12小時，但不少于8小時)時才能開花的植物。
我們可以進一步思考，這些煙草是因為識別出日照變短而開花，還是因為識別出黑暗變長才開花的呢？即是說，植物測量的是白晝的長度還是黑夜的長度呢？
讓我們按照科學實驗的思路來假設一下：
如果植物測量的是黑夜的長度，那么當我們在半夜時給予幾分鐘的照明（相當于切斷了黑夜的連續時長），就可以讓短日照（長黑夜）植株不開花，或是讓長日照（短黑夜）植株開花。
如果植物測量的是白晝的長度，那么當我們在正午時給予幾分鐘的遮光處理（相當于切斷了白晝的連續時長），就可以讓短日照植株開花，或是讓長日照植株不開花。
只要理清楚這個邏輯，實驗就十分簡單了，科學家們用大豆和鳶尾分別作為短日照植物和長日照植物的代表進行了試驗，結果證明我們的第一種猜想是正確的。
植物測量的并不是日照的時間長短，其實是對黑暗時期的持續時間進行了度量。正因為有了這一發現，我們才可以看到反季節盛開的花朵，花農也可以通過科學控制光照來使植株在到達花市的時候正好如約綻放。
弄清楚了光周期現象中植物的測量對象之后，我們還存在一個疑問。那就是植物“眼中”的光照是不是同我們眼中一樣？它們看到的是什么顏色的光呢？
探究這個問題就更容易啦，我們都知道陽光是混合色光，所以只需要分別設置不同顏色純光的實驗條件，再加以對比就能得出答案。
研究發現，不論選取什么植物，都只有紅色光能夠影響它們對夜晚長度的測量，進而影響開花期?？磥恚参锏牟粌H能夠看到光亮，還能夠區分顏色，紅色光影響光周期現象，藍色光影響向光彎曲生長。
20世紀50年代，哈利·波斯維克在之前研究的基礎上又向前邁進了一步。他發現遠紅光（一種波長比紅光略長的光，日暮時可見到）竟然可以消除紅光對光周期現象的效應。
具體來說，半夜用紅光給予長日照植物照明，就可以促使其開花，但是若是在紅光之后施以遠紅光的話，就像是從未受過紅光照射一樣不會再開花了。紅光和遠紅光的效應像是可以被一層層覆蓋住一樣，只有最后一次出現的色光才會保留其效應。
后來，瓦倫·巴特勒發現，紅光和遠紅光的效應都是作用于植物中的某一種光受體才引發的，這種受體被稱為“光敏色素”。
那么，負責植物光周期的“眼睛”長在什么部位呢？也是和負責向光性的“眼睛”一樣長在莖尖嗎？答案是否定的，光敏色素存在于每一片葉子中，所以，只要通過控制對任何一片葉子的光照，就足以調控整個植株的開花時間啦。
五、遺傳學時代的失明植物
受體是一類存在于細胞中的，能與細胞外特定的信號分子結合，進而激活細胞內一系列生物化學反應，并使細胞對外界刺激產生相應效應的特殊蛋白質。
顧名思義，光受體（photoreceptor）則是生物體用于吸收光能的受體蛋白。目前的研究發現，人類的眼睛中至少存在五種光受體：
視紫紅質——用于感知明暗；
三種不同的光視蛋白——分別感知紅、藍、綠三種不同的色光；
隱花色素——用于調節生物鐘。
植物也是一樣，需要通過光受體才能“看”到外面的世界。經過前面的學習，我們已經知道植物存在的兩種光受體：
向光色素——用于感知藍光，使植物向光彎曲生長；
光敏色素——用于感知辨認紅光與遠紅光，使植物開花。
1.如果植物“失明”
那么如果植物中某種未知的光受體損傷或失活，即植物對特定的光“失明”了，將會出現什么狀況呢？
你也許能夠猜得到答案，那就是黑暗中的植物要比在光照下生長得高，因為它們會努力生長，以期鉆出土壤或者逃脫其他植物的遮蔽以見到光。如果我們用蠶豆苗來進行一個小實驗，就會發現放置在柜子中的蠶豆苗會變得又高又細又黃，而放在采光良好的庭院中的豆苗則會變得又短又壯又綠。這個小實驗也驗證了我們心中的答案。
2.失明問題探究
探究植物“失明”的問題能幫助我們深入了解植物的光受體。植物“失明”意味著植物體內某種未知的光受體損傷或失活，我們可以通過對照實驗發現這種未知光受體的功能。
實驗操作
三十多年前，荷蘭學者馬爾滕·科爾恩內夫開始用遺傳學的方法進行實驗，探索這個問題。
他將擬南芥（一種類似于野芥菜的小型植物，植株小、結子多、突變率高，是遺傳學研究的常用材料，如下圖）用化學藥劑處理，誘導其DNA突變。
我們知道，DNA突變是沒有方向性的，所以可以借此方法得到多種多樣的、有著不同的特定光受體損傷的植株樣本，但我們可以在分子水平上觀察到是哪個受體發生了突變。只需要將獲得的大量幼苗分別放置在不同顏色的光下，尋找長得比其他植株高的幼苗，就可以判定不同“失明突變體”（即發生損傷的受體蛋白）本身的功能與哪種色光有關系。
實驗結果發現，植物出現的情況多種多樣：
有的在紅光下長得高，卻在藍光下高度正常；
有的在藍光下長得高，卻在紅光下高度正常；
有的在紫外線下長得高，卻在其他光下高度正常；
有的在強光下長得高，卻在弱光下高度正?！?/p>
實驗結論
在分子生物學水平上，經過突變體與生長情況的逐一比對，科學家發現擬南芥至少存在十一種不同的光受體。這些光受體有著不同的功能，除了向光彎曲和開花之外，還能讓植物知道光線的明暗、當前的時間、夜幕的來臨……
由此看來，在感知水平上，植物的視覺比人類視覺復雜得多。對于植物來說，光不僅僅是視覺信號，還是其賴以生存的食物，它們必須吸收光來完成光合作用，將水和二氧化碳轉化成氧氣和糖類。
同時，植物又不能像動物一樣可以向著食物移動，因此他們必須清楚地知道光的位置、顏色、明暗、周期，并依靠向光生長來搜尋和捕捉食物，這就使植物進化出了復雜的“視覺”感知能力。
六、動植物視覺系統的相通之處
1.植物和人一樣有“視覺”
人的視覺不僅代表了我們對可見電磁波的覺察，也意味著我們具備對這些電磁波做出反應的能力。我們能把眼睛感知到的光信號經由大腦轉化為圖像，植物雖然沒有神經系統，看不到圖像，卻能夠產生調控生長的指示。
植物的葉子就如同動物的眼睛（沒有葉子的綠藻是形態最為原始的植物，它們具有能夠感知光線的細胞器，稱為“眼點”），可以感知光線方向、強度、顏色的變化，并對光做出反應，使植物在變化的環境中將生長調節到最佳狀態，所以植物和人一樣是具有“視覺”的。
2.相似的光受體結構
植物和動物的光受體是完全不同的。同樣是對紅色光有反應，動物對應的光受體是感紅光視蛋白，而植物對應的則是光敏色素（用于感知辨認紅光與遠紅光，使植物開花），二者有著完全不同的化學成分。
植物和動物作為兩種不同的演化適應形式，光受體也是相互獨立的兩套系統。這兩套系統唯一的相似性就在于光受體的結構，不論是動物還是植物，所有的光受體都是由一種蛋白質和一種與之緊密聯結的、能吸收特定光的化學染料構成。
3.都含有“隱花色素”的藍光受體
但是，經過幾十年的研究，科學家們如今又發現了動植物視覺系統的另一個神秘的相通之處——都含有一種被稱為“隱花色素”的藍光受體。
隱花色素的功能
雖然隱花色素也是藍光受體，但它卻不像向光色素一樣能夠引起植物的向光效應，它的作用是控制植物的生物鐘、調節其晝夜節律、使外界的光信號和生物鐘相協調。
植物和動物一樣，也具有內在的晝夜節律鐘，植物可以調控葉子運動和光合作用等物理和生理活動，植物能夠盡快地‘依據隱花色素對光線的反應來重新適應環境，調節生物鐘。
對于人類也是一樣，當跨越半個地球的旅行結束之后，呆在室外有光照的地方比宅在陰暗的房間里能幫助我們更快地倒時差。
為什么動物和植物都用隱花色素去識別藍光并調節節律呢？這要在生物進化的歷程中去尋找答案。
早在動植物界尚未分化之時，單細胞生物就已經演化出了晝夜節律鐘，一種未知光受體（極有可能是隱花色素的前身）發揮著巨大的作用，時刻監控細胞外的光環境，保護細胞免遭紫外線輻射，保證細胞分裂能在適宜的時間進行。
從共同的起點開始，經過了幾十億年的進化，動植物雖然形成了各不相同的“視覺”系統，但隱花色素卻作為動植物親緣關系的證據得以永久保留。
思考與討論：
你最喜歡的植物是什么呢?松樹、玫瑰、白菜、蘋果樹……我們現在知道了植物有長日照和短日照之分，那你知道你最喜歡的植物屬于哪一種嗎？試著上網查找相關資料。再思考一下，為什么你一年四季都可以在市場上買到它們？他們具體是怎樣種植的呢？
回顧一下本章的實驗（向光性實驗、光周期實驗、失明光受體實驗……），思考一下其中的邏輯是什么？實驗設計的一個基本原則是控制無關變量，設置不同條件來探究感興趣的變量的作用，重新看看這些實驗是不是存在這個共同之處？
七、未有解釋的現象
我們已經了解到，植物不僅有“視覺”，還有比人類更為復雜的光信號感知能力，并能夠識別波長范圍更廣的電磁波。
不過，令人驚奇的是，植物除了會“看”之外，也可以“嗅”。它們不僅能夠散發氣味，也能夠聞到自己和外界的氣味。
對于動物而言，嗅覺的感知機制和感知光的機制類似，由不同的受體來對應不同的揮發性化學物質，接收信號并通過嗅神經傳遞至大腦形成對氣味的反應。
但嗅覺的受體比光受體要多出許多，畢竟單元性的氣味物質就有數百種，還有多種化學物質混合的特殊氣味。
植物“聞”到氣味雖然不像它們能“看”到的視覺光譜一樣有如此廣的范圍，但它們的嗅覺卻十分靈敏，為它們了解外部世界、更好地生存提供了海量的信息。
你還記得催熟水果的生活小訣竅嗎？如果你有一些略顯青澀的蘋果或梨，只需要將它們和成熟的香蕉放在同一個袋子中，一段時間后，這些未成熟的水果就會由硬變軟。
類似的，古時候的人們也有許多催熟水果的妙招，古埃及人知道僅需劃破少數幾個成熟的無花果，就可以讓整株無花果成熟；我們的祖先知道在貯存水果的房間里燒香，可以讓水果盡快成熟。看來，植物可以聞到氣味，它們嗅到了“同伴”成熟發出的味道，于是也爭先恐后地成熟了。
水果被催熟的原因探討
上個世紀初，美國弗羅里達州的農民們發明了用煤油加熱來催熟柑橘的方法。人們曾一度以為，水果被催熟的原因是因為吸收了熱量。照此說來，如果我們把水果放在太陽下曝曬，或是放在暖氣邊，它們依然可以盡快成熟，可是結果并不是這樣。
1924年，弗朗克·鄧尼研究發現，煤油加熱能夠催熟柑橘的原因是，煤油產生的煙中含有乙烯。乙烯是一種由蛋氨酸在供氧充足的條件下轉化而成的化合物，是世界上產量最大的化學產品之一。乙烯工業是石油化工產業的核心，乙烯產品占石化產品的75%以上，在國民經濟中占有重要的地位。當今世界已將乙烯產量作為衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志之一。
植物大多數組織和器官，也可以說幾乎是所有部位都能產生乙烯。成熟的香蕉和無花果、中國線香和煤油的煙氣都含有乙烯氣體，僅僅是空氣中飄浮的微量乙烯，就可以使對氣味極為敏感的水果成熟。19世紀德國人發現，在泄露的煤氣管道旁的樹葉容易脫落，也是因為乙烯的緣故。
乙烯的作用
乙烯作為一種植物激素，其實是幫助植物對環境威脅做出反應的調控因子。成熟果實中產生的大量乙烯會保證整片果實均勻地成熟，引起一場乙烯誘導成熟的連鎖反應，促進植物果實被動物識別，進而保證了種子的傳播。
此外，乙烯也能夠促進植物的衰老和器官的脫落，讓植物們有規律地繼續著一個又一個的生命周期。
八、 菟絲子的喜好
這一節我們來介紹一種植物——菟（tù）絲子（如下圖），人們都俗稱它為黃絲、金絲藤。在我國的華北和華東地區，以及西部的少數省份，特別是大豆產區，菟絲子是十分常見的。
如果你仔細觀察就能看到，這種纖細的橙黃色藤蔓，約合一米長，長著像小團傘一樣的五瓣白花。它的獨特之處在于沒有葉子。沒有葉子，也就沒有綠色素，也就不能進行光合作用，無法吸收光來制造糖類和氧氣，似乎就無法存活?？墒禽私z子并沒有因此就餓死，反而生長得很好，這是為什么呢？
事實上，菟絲子是一種寄生植物，就像我們腸道內的大腸桿菌一樣，菟絲子將自己狹長的藤蔓纏繞在寄主植物上，并將它特有的一種器官——突起插入到寄主的“身體”（即維管系統，又稱為維管組織系統，是貫穿于整個植株、與體內物質的運輸有關且支持和鞏固植物體的組織系統，是植物適應陸生生活的產物）中以吸取養料。
所以，這種攀緣性的草本寄生植物，是園林植物的天敵，也對大豆、胡麻、苧麻、花生、馬鈴薯等農作物造成了嚴重的危害。
菟絲子的寄生生活
賓夕法尼亞州州立大學的康蘇埃羅·德莫拉埃斯博士仔細觀察了菟絲子的生長過程發現，菟絲子的種子萌發之后，若是新芽沒有很快找到一顆寄主植物以供攀緣，則會很快地干枯死去。
為了生存下去，幼苗的莖尖會繞著圓旋轉、摸索，一旦觸碰到寄主植物的莖干，就會朝寄主植物所在地方位彎曲生長、打轉。菟絲子不會從葉子動手，而是向下找到并纏繞住寄主植物的莖，將突起刺進寄主輸送汁液的韌皮部，最終得以生長開花。
菟絲子靠嗅覺定位獵物
但是，菟絲子是如何定位獵物的呢？德莫拉埃斯博士認為菟絲子是靠嗅覺來捕獵的。
于是，她用菟絲子最喜歡的番茄作為實驗材料，進行驗證。她將菟絲子和番茄分別放在兩個密封的箱子里，僅用導管連接兩個箱子，結果發現菟絲子總是朝著導管生長，這說明菟絲子感知到了番茄釋放出的氣味。德莫拉埃斯博士進行了進一步的實驗，她將番茄莖的提取物和一些其他溶劑分別涂在兩個棉簽上，將棉簽插在菟絲子幼苗附近的泥土里。果然，菟絲子總是向著涂有番茄莖提取物的棉簽生長，而不是朝向涂有一般性溶劑的棉簽。
菟絲子的口味偏好
更厲害的是，菟絲子竟然還“挑食”。如果在菟絲子旁邊等距的位置上放置兩個花盆，分別種著番茄和小麥，菟絲子總會伸向番茄生長。哪怕是按照德莫拉埃斯博士的方法調制出番茄味道的溶液和小麥味道的溶液，再次用棉簽進行實驗，菟絲子也會青睞番茄的味道。
前期研究已經證明，番茄溶液和小麥溶液中共同含有的β-月桂烯揮發的味道，是菟絲子受到吸引的主要原因，可為什么菟絲子選擇了番茄而不是小麥呢？也就是說這一偏好從何而來呢？原來，除了出β-月桂烯，番茄還能釋放出小麥所不具備的兩種能吸引菟絲子的發揮物；相反小麥則會釋放一種叫做乙酸反式-3-己烯酯的抑制劑，致使菟絲子背離小麥生長?？磥恚私z子的口味偏好與氣味的復雜性密不可分，也足以說明植物的“鼻子”足夠靈敏。
九、 “會說話的樹”
1.羅茲的發現——會說話的樹
1983年，華盛頓大學的兩位科學家戴維·羅茲和戈登·奧里安斯發現，樹木可以彼此發出危險預警，告訴自己的同類：食葉昆蟲“入侵”了！
羅茲發現，受到天幕毛蟲（屬于枯葉蛾科，顏色鮮艷、多毛，非常活躍，喜歡吃闊葉樹的葉子，因為吐出的絲織成的繭很大，很像帳篷，所以叫天幕毛蟲）侵害的白柳樹（如下圖）附近的其他柳樹能夠抵抗這些毛蟲，是因為它們的葉子中比被侵害的白柳樹葉中多了酚類和單寧類的物質。
如同乙酸反式-3-己烯酯對菟絲子的抑制作用一樣，天幕毛蟲對這些物質非常抵觸，從而保證了病樹周圍的同類的健康。羅茲推測，由于樹之間并沒有根系或枝椏上的物理聯系，那么一定是病樹向健康的白柳發出了警告的訊號！
實驗支持
僅僅過了3個月，達特茅斯學院的伊安·鮑德溫和杰克·舒爾茨就發表了一篇學術論文來支持羅茲的觀點，他們是通過條件高度可控的實驗而不是自然觀察的方法進行的研究。將60株幼苗（楊樹和糖槭）裝在兩個有機玻璃籠中，每個籠子中種植30株。第一個籠子里，有15株幼苗（如下圖）各有兩片葉子被撕成兩半，另外15株沒有損傷；第二個籠子里的30株幼苗都是未經損傷的，作為對照組來觀察。
兩天過后對這些幼苗進行化學成分檢測：
第一個籠子中，受傷幼苗的健康葉片中的有毒酚類和單寧類物質增多了，健康幼苗的葉片中此類物質也明顯增多；
第二個籠子中，幼苗葉片中未發現該類物質的顯著變化。
看來，只要是受傷的葉子，不管是自然所為還是在實驗中被撕毀，都能夠釋放出某種氣體信號，使其他健康的同類產生阻礙毛蟲生長的化學物質，進行群體的自我保護。
2.“說話”的原因探究
現階段，植物通過氣味通訊這一現象已經被反復驗證，成為公認的科學事實。但仍然存在許多疑問，植物真的在彼此通訊嗎？受傷植物發出的信號的意圖，是保護自己還是提醒同類？
為了解決疑問，墨西哥的學者馬丁·海爾對野生棉豆進行了研究。他發現，被甲蟲咬食過的棉豆葉子會揮發一種化學物質，而同株的花則會分泌甜味汁液，吸引甲蟲的天敵前來。于是海爾用氣相色譜－質譜分析的高級技術來鑒別不同葉子周邊的空氣情況，他選取了四類不同的葉子：
已經被甲蟲侵蝕的棉豆植株上被咬食的葉片
已經被甲蟲侵蝕的棉豆植株上健康的葉片
與被侵蝕植株臨近的健康植株的葉片
與被侵蝕植株隔離的健康植株的葉片
結果發現：
前兩種葉片釋放的揮發性氣體的化學成分完全相同；
第三種葉片周圍的空氣中也含有此類成分；
而最后一種作為對照組的葉片附近，則完全沒有監測到這些物質。
顯然，早先的研究結論再一次得到了驗證。但是海爾不相信受傷葉子“說話”，是為了警告周圍的植株。他推測，周圍的植株是利用竊聽的方式獲取受傷葉子發出的內部信號——發給同一植株葉子的信號。
為了驗證它的假設，海爾借助塑料袋和小風扇進行了后續的實驗。他將受傷的棉豆和健康棉豆鄰近放置，但用塑料袋將受傷的葉片密封起來，兩天后的結果大有不同，這回健康棉豆沒有揮發出先前的防御性氣體。接下來，海爾用小風扇對著受害葉片吹風，風向的設置有兩種情況——對著同株棉豆的健康葉片和對著遠離植株的空地，與此同時，監測棉豆葉片散發的氣體的化學成分含量。結果表明，只有被受害葉片揮發化合物的風吹到的葉片，才自主地散發出同樣的氣體。這說明，植物保護同類的過程，就像是中國古代長城上的烽火臺一樣，只要健康葉片“嗅”到了受害葉子散發的氣體，就會提前做好防護。那么鄰近的植株，可以從植株葉子之間的內部“對話”中獲益。
在這一過程中，未受侵蝕的葉子到底嗅到了什么呢？2009年，海爾的研究取得了更進一步的成果。他比較了遭到細菌感染的葉子和遭到昆蟲取食的葉子所散發的物質，發現雖然他們都能夠釋放氣體信號，但成分是不同的，前者釋放物質的主要成分是水楊酸甲酯（水楊酸是阿斯匹林的化學前體），而后者主要是茉莉酸甲酯。
所以植物不僅能夠呼救和預警，還能夠描述清楚具體的事件，簡直是一件神奇的事情！也許在不久的將來，我們就能解開植物語言系統的奧秘，發現植物生命的答案。
十、植物的嗅覺很靈敏
植物能夠散發各種各樣的氣味，相信大家都聞到過青草的新鮮味道，茉莉的清新，水果的香甜，當然還有一些植物的惡臭，比如巨魔芋（如圖）。巨魔芋又被稱作“尸花”，花朵的直徑長達1.5米，高則將近3米，在開花的時候會散發一股類似尸臭的味道。
植物的氣味沒有我們想象的那么簡單，這些味道對于他們來說就如同我們人類的語言一般重要。甚至，氣味的語言突破了種群內部的信息傳遞（比如上一節講到的通過散發氣體來預警），也可以借此與動物交流。
例如，花朵的香氣引誘蝴蝶和蜜蜂來幫助傳播花粉，果實的美味引誘動物來幫助帶走種子播撒到其他地方。植物雖然不能移動，但卻以其獨特的方式，成為了自然界中最重要的生命形態之一。
同樣，我們也像植物一樣能嗅到空氣中傳播的揮發物，嗅覺對于我們來說絕不是一種簡單的訊息方式，就像有人用嗅覺來形容“我聞到了愛情的氣息”。
這不僅是文學上的修辭，也確有科學研究表明，嗅覺和我們的情緒、記憶等心理過程緊密聯系，鼻子中的嗅覺感受器通過嗅神經和我們的大腦以及邊緣系統（主要功能是調節感覺信息、影響或產生情緒、參與學習和記憶活動）相連。
然而在生活中，我們往往意識不到自己也同植物一樣通過分泌外激素來傳遞訊息，即我們通過散發氣味影響他人，同時也受到別人身上味道的影響。
科學研究發現，長期生活在同一密集型住所的女性，由于汗液氣味的互相暗示，月經周期也會變得同步；聞到女性眼淚中的氣味，可以降低男性體內睪酮（主要的雄性激素）的水平，抑制性欲的產生。
不可否認，動植物界在諸多方面有著共通之處，那么植物的這些表現也能被稱之為嗅覺嗎？植物沒有鼻子、沒有嗅神經及其相關的腦反應區，就連植物體內的揮發物受體，目前也只有乙烯受體得到公認。
雖是如此，作者依然堅持植物有嗅覺，畢竟植物可以嗅到空氣中的揮發物，并根據這些信號做出趨利避害的反應。植物的嗅覺不僅存在，而且非常靈敏。
思考與討論：
本章中提到了許多具有嗅覺的植物，有我們熟悉的，比如香蕉、無花果、柑橘、番茄、小麥、柳樹和楊樹；也有我們不太熟悉的，比如菟絲子、棉豆、巨魔芋等。你還知道其他散發或感知氣味的植物嗎？嘗試去收集一下資料，講出它們的故事。
在植物“嗅覺”的探索過程中，我們發現植物學的科學研究和化學緊密相關，比如今天提到的乙烯、乙酸反式-3-己烯酯、乙酸反式-3-己烯酯、水楊酸甲酯、茉莉酸甲酯、睪酮……你還記得它們的作用嗎？你知道這些化學物質是如何命名的嗎？可以嘗試著檢索化學物質的命名規則，相信你會有更多的發現。
本文摘自《植物知道生命的答案》作者：丹尼爾·查莫維茨, 成長于美國賓夕法尼亞州,大學就讀于哥倫比亞大學，并在耶路撒冷希伯萊大學獲得遺傳學的哲學博士,現任以色列特拉維夫大學植物生物科學中心主任。他對植物和果蠅的研究成果曾發表在頂級科學期刊上，《植物知道生命的答案》是他多年研究成果?？ㄆ髡?Hank 北京大學應用心理碩士。
