植物知道生命的答案（修订珍藏版）

走进你不知道的植物世界，思考生命真实的存在！ 捕蝇草是怎样知道闭拢叶子的时机的？它真的能感觉到昆虫微小、细长的腿吗？樱花树又是怎样知道何时应该开花的？它们真的能记住天气吗？ 几个世纪以来，我们不断惊异于植物的多样性和形态。著名生物学家丹尼尔查莫维茨现在将在《植物知道生命的答案》这本书中，对植物如何体验世界给以严谨而引人入胜的简介，包括它们所看到的颜色还是它们所遵守的时刻表。 通过着重介绍遗传学等领域的研究成果，作者带领我们走进植物的内在世界，把它们的感觉和人类感觉做对比，揭示出如下事实我们和向日葵及栎树的共同之处，比你知道的更多。作者在书中展示了植物如何分辨上和下，如何知道邻近的同类已经遭到了一群饥饿甲虫的侵害，是否能够欣赏你一直放给它们听的齐柏林飞艇乐队的音乐，或者是否更偏好于巴赫那旋律优美的连复段。通过对植物触觉、听觉、嗅觉、味觉、视觉以至记忆的考察，作者促使我们不得不去思考：植物会不会对周围环境有意识？ 《植物知道生命的答案》难能可贵地对我们踏过的草丛、我们嗅过的花朵、我们爬过的树木给以深入关注，让我们能够更好地理解科学和我们在自然界中的位置。

读者会……接触到迷人的科学，足以让自己相信植物一直都在鼓舞我们，让我们惊奇。就像乔尼•米切尔唱的，现在是‘让我们回到花园中’近距离地打量植物的时候了。 ——比尔•洛斯，《华尔街日报》 生物学家丹尼尔•查莫维茨说，就像我们所知的那样，植物虽然没有脑，没有眼，也缺乏感觉，但是它们有初级的‘意识’。在这本出色地重构了植物形象的著作中，他通过大量研究揭示了植物这种意识的程度和类型。 ——《自然》 《植物知道生命的答案》生动、雄辩又具有科学准确性，浅近易读。如果你对地球生命感到好奇，而且正在寻找一本能给人深刻印象的介绍数百年来由细心的科学实验所揭示的植物生活的书，那么我把这本令人欲罢不能的书推荐给你。 ——斯蒂芬•D. 霍珀（Stephen D. Hopper），英国皇家植物园邱园主任 就像查莫维茨那些揭示了植物界和动物界之间未发现的联系的奠基性研究一样，在《植物知道世界的答案》一书中，他的洞察也超越了植物世界的界限。这本书寓教于乐，充满了美妙的例子，重点介绍了植物和动物共享的基因组遗产怎样让它们对环境做出反应。看完《植物知道世界的答案》，你会以一种新眼光看待植物。 ——格罗里亚•科鲁齐（Gloria M. Coruzzi），纽约大学基因组与系统生物学中心的卡罗尔及米尔顿•佩特里教授 全书都是古怪的植物实验和令人瞠目结舌的植物科学。 ——詹姆斯•麦康纳基（James McConnachie），《星期日时报》（伦敦） 查莫维茨的书是最好的科普读物，满是生动的例子，讲述了植物那些难以想象的生存方式。 ——彼得•马伦（Peter Marren），《BBC野生生物》 通过把人类的感觉与植物适应周边环境的能力相互比较，（查莫维茨）引人入胜而条理分明地向我们解释，虽然植物不能从一个地点运动到另一个地点，却仍然可以存活下来。这本扣人心弦的书以植物生物学的新研究为依据，让我们可以对植物有意识有个了解。 ——《科克斯书评》 宣布判决：绝妙之书（Plant-astic）。 ——《先驱太阳报》（澳大利亚）

一、植物能看到什么 植物学家达尔文 / 006 马里兰猛犸：不停生长的烟草 / 010 奇妙的光周期现象 / 013 遗传学时代的失明植物 / 017 植物和人类一样有视觉 / 021 二、植物能嗅到什么 未有解释的现象 / 033 菟丝子的喜好 / 036 叶子的窃听 / 041 植物的嗅觉很灵敏 / 052 三、植物尝到什么 饮水的植物 / 065 当心！干旱来袭！ / 068 抢水喝的植物 / 073 植物喜欢吃的肥料 / 077 四、植物能触到什么 捕蝇草 / 093 含羞草的电运动 / 098 起负面作用的触碰 / 102 植物和人类的触觉 / 108 五、植物能听到什么 摇滚植物学 / 119 聋子基因 / 129 植物是聋子？ / 134 六、植物如何知道身在何处 植物也能分辨上下 / 150 运动激素 / 160 跳舞的植物 / 163 有平衡感的植物 / 171 七、植物能记住什么 捕蝇草的短时记忆 / 182 对创伤的长时记忆 / 186 植物也要经历春化 / 190 “记忆”也会遗传？ / 196 植物也有智力 / 200

你是否想过，植物能看到你？ 实际上，植物无时无刻不在监视着它周围可以看到的环境。植物知道你是否走近，知道你什么时候位于它们上面。植物还知道你穿的衬衫是蓝的还是红的，知道你是否给房子上过色，知道你是否曾把它栖息的花盆从客厅的一端搬到另一端。 当然，植物并不能像你我那样“看到”画面。植物不能区别一位轻微谢顶的中年男子和一位留着棕色卷发的微笑的小女孩。但是，它们的确能够通过多种办法看到光，还能看到一些我们只能在脑子里想象的颜色。植物能看到灼伤我们皮肤的紫外线，看到让我们感到暖和的红外线。植物可以察觉什么时候光线暗如烛火，什么时候是正午，什么时候太阳将要落山。植物知道光线是来自左面、右面还是上面。它们知道是否有另一棵植物长过了它们的头顶，遮住了本应照在自己身上的光。它们还知道周围的灯光究竟亮了多久。 那么，这些能被看成“植物视力”吗？首先我们要搞清楚人类的视力是什么。假设有一个人生来就失明，生活在完全的黑暗之中。现在，假定这个人有了区别光亮和阴暗的能力，于是他可以区分夜晚与白天，室内与室外。这些新的感觉可以看作初等的视觉，可以使这个人拥有新型的能力。现在，再假定这个人可以区分颜色，他能看到天上是蓝色，地下是绿色。显然，比起完全的黑暗，或仅仅有明暗感来，这又是一个可喜的进步。我想我们都会同意，对这个人来说，从完全的黑暗到能够看到颜色是一个根本性转变，她因此有了“视力”。 韦氏词典［2］对“视觉”的定义是“眼睛接受光刺激之后，脑对光刺激进行解释，将其构建为由空间中物体的位置、形状、亮度和通常同时具备的颜色构成的图像的生理感觉”。我们看到的光，是术语称之为“可见光谱”的东西。光实际上是电磁波光谱的可见区段的同义词，是我们日常使用、易于理解的词语。这意味着光和所有其他类型的电磁信号——比如微波和无线电波——共有一些性质。调幅广播所用的无线电波，其波长非常长，几乎有半英里［3］。这就是为什么广播天线要有几层楼高的缘故。与此相反，X射线的波长却极其短，是无线电波的一万亿分之一，所以它能如此轻而易举地穿透人体。 光波位于这两者中间的某个位置上，其波长在0.0000004米到0.0000007米［4］之间。蓝紫光的波长最短，红光最长，绿光、黄光和橙光则介于其间。（这就解释了为什么彩虹的颜色排列总是朝着同一个方向——从蓝紫色这样的短波长颜色直到红色这样的长波长颜色。）这些就是我们能“看到”的电磁波，原因在于我们的眼中有叫作光受体［5］的特殊蛋白质，它们可以接受和吸收这些光的能量，就像天线吸收无线电波一样。 眼球后方有一层膜叫作视网膜，上面覆盖着成列成列的光感受器，好比平板电视里成列成列的发光二极管（LED），或是数码相机里成列成列的传感器。视网膜上的每一处都含有对所有光敏感的视杆细胞和对不同颜色的光敏感的视锥细胞。每个视锥细胞或视杆细胞都能对聚焦于其上的光产生反应。人类视网膜含有大约1.25亿个视锥细胞和600万个视杆细胞，它们集中分布在相当于护照照片大小的面积里。这相当于一部分辨率为130百万像素的数码相机。在如此小的面积中分布有如此巨大数量的感受器，这使我们具有很高的视觉分辨率。作为比较，分辨率最高的户外LED显示屏每平方米只有大约1万个LED，普通的数码相机也只有大约800万像素的分辨率。 视杆细胞对光更为敏感，可以让我们在夜间和低光照条件下视物，但看不到颜色。而因为不同的视锥细胞分别对红、绿和蓝三种光敏感，它们可以让我们在亮光下看到各种颜色。这两种不同的光感受器的主要区别在于所含的特殊化学物质不同。视杆细胞中含有视紫红质，视锥细胞中则含有光视蛋白，这些化学物质都具有特殊的分子结构，使之能够吸收不同波长的光。蓝光可为视紫红质和感蓝光视蛋白所吸收；红光可为视紫红质和感红光视蛋白所吸收。紫红色光可为视紫红质、感蓝光视蛋白和感红光视蛋白所吸收，但不能为感绿光视蛋白所吸收，其余类推。一旦视杆细胞或视锥细胞吸收了光，它就向脑发送信号。脑再把来自上亿的光感受器的信号处理成单一连贯的画面。 这一过程包含很多阶段，任一阶段发生问题，都可以引发视觉缺陷——有时是因为视网膜结构上出现了物理问题；有时是不能对光产生感知（比如说视紫红质或光视蛋白出了问题）；有时是不能把信息传达给脑。以红色色盲为例，具有这种视觉缺陷的人没有感红视锥细胞，因此他们的眼睛完全不能吸收红色信号，也就无法把它传达给脑。人类视觉牵涉到吸收光的细胞和处理光信息的脑，脑在处理完信息之后，我们就可以对这些信息做出反应。那么，植物又如何呢？