植物的感官世界

众所周知，一般只有动物才具有视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉等感官功能，然而，以色列特拉维夫大学曼纳植物生物科学中心的科学家丹尼尔·查莫维茨在其新书《植物知道些什么》中披露，尽管大多数人从来都没将植物看做是一种具有感觉的生物，因为它们没有眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵和皮肤，但事实上，大多数植物也像人类一样，拥有视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉，并且这些感官功能对它们的生存非常重要！因为与动物不同，植物既不能为寻找食物而四处奔走，也不能主动逃避虫害的肆虐，更不会擅自挪动位置找寻可遮风避雨的“居所”，任凭风吹雨打、烈日暴晒，无奈之下只能逆来顺受。因此，植物更需要灵敏的感觉来“察言观色”，以便应对瞬息万变的外界环境。

植物的视觉：没有眼睛，但能“看到”各种光

像人类一样，植物也会“看”。人类之所以能看到东西，是因为眼睛里有光感受器。植物在它们的茎干和叶子里，也有属于它们自己的光感受器。那么，植物“看”到了什么？答案很简单：它们“看见”了光。

植物的光感受器不但能区分红光和蓝光，甚至还能“看到”人类无法看到的光波，譬如光谱中的红外光和紫外光。通过这些光感受器，植物还能识别光源的方向，准确判断光线强弱，调节生理活动来适应光照周期。达尔文的后期研究成果向人们展示了植物的趋光性（向光性），即植物往往会偏向于强光一方，以获取更多光能进行光合作用。

植物的趋光性主要源于细胞内的一类光感受器——向光素。向光素对蓝光很敏感，分布于植物茎尖处。当植物向光的茎干一侧感受到蓝光，就会产生信号连锁传导，终止植物生长素的活动。与此同时，背光处的茎干细胞继续生长，这样就使植物向光强的方向弯曲生长。

另一类光感受器叫光敏色素，它能感受红光和远红光。在不同的光谱下，光敏色素有两种可相互变换的类型，即红光吸收型和远红光吸收型，主要是方便植物可吸收不同波长的光波来进行生理活动。光敏色素类似于“光控开关”：当植物被红光照耀时，光敏色素会转换到可以探测红外光线的模式；当植物被红外光线照耀时，它会自动转换到可以探测红光的模式。这一功能使得植物可以像人类一样“日出而作，日落而息”。比如，傍晚时分，当植物探测到大量红外光线后，它就开始“休息”；次日早晨太阳升起后，探测到了红光的植物就会苏醒过来进行光合作用。

尽管植物的向光素和光敏色素这两种光受体与动物眼睛的光受体截然不同，但有研究表明，另一种光受体——隐花色素普遍存在于高等真核生物中，它能帮助动植物识别蓝光和紫外光。有了隐花色素光受体，植物除了可建立体内特有的生物钟或生长节律，调控生长发育外，还靠它来知晓钟点时辰。

植物的触觉：作出独特反应

植物对周围环境的变化相当灵敏且容易触动。风轻轻地拂过树梢，小虫子慢慢地爬过叶片，藤蔓伸出长长的须尖儿，想找一高枝“落脚”……一次简单的触摸或轻摇都足以干扰植物的生长，这就是为什么风大的地方植被总是低矮呈垫状的缘故。植物甚至对气温的冷热也有感觉，所以能对不同的天气产生不同的反应，譬如改变自己的生长速度、调节水分使用量等。

所有植物都具有触觉，但触觉最敏感的植物当数食虫植物——捕蝇草。捕蝇草的叶片高度特化，左右对称呈夹子状，酷似贝壳。其叶缘处排列着长长的刺毛，左右交错，闭合时，密封严实。当一只苍蝇不慎落入其内，捕虫夹将以不可思议的力量迅速闭合，将其牢牢困住，慢慢享用。聪明的捕蝇草知道什么时候该“关门”，这主要归功于捕虫夹边缘上的触毛可灵敏地觉察到猎物的“登门造访”。

捕蝇草对猎物的感觉与一只苍蝇爬在你的手臂上的感觉，有着惊人的相似。当皮肤上的触觉受体意识到苍蝇存在时，激活的电流沿神经传送到大脑，大脑收到信号做出应急反应。同样，当一只苍蝇蹭到捕蝇草的触毛时，产生的电流迅速传给叶子，激活了细胞膜上的离子通道，促使捕虫夹快速关闭，整个信息传递过程不超过0.1秒。

显然，大部分植物对外界碰触的反应没有捕蝇草这么快，但它们对外界机械刺激的反应是相似的。令人吃惊的是，植物和动物的触觉都使用相同的蛋白质来感知外部世界。这些“机械性刺激感受器”嵌在细胞膜中。当感受到外部压力的刺激时，它们会让带电离子穿过细胞膜，在细胞内部和外部形成一个不同的电荷，从而产生一个电流信号。当然，植物不像动物那样有一个大脑可以翻译处理这些电子信号，但仍然能通过自己独特的方式来对这些触觉信号作出反应。

植物的嗅觉：靠接受器产生作用

菟丝子是一类寄生植物，几乎没有叶绿体，只能靠吸食其他植物体内的营养来生活。为了寻找合适的栖身寄养之所，菟丝子靠嗅觉识别合适的寄主，堪称植物界的“警犬”。有趣的是，大部分植物都有嗅觉，唯独菟丝子对臭味“情有独钟”。

在嗅觉方面，植物与动物可相提并论。动物鼻子中的嗅觉受体能识别并结合空气中的目的分子，植物也有嗅觉受体并对挥发性化学物质及其敏感。20世纪20年代，美国农业部的研究者发现，果实自然成熟的过程会产生大量乙烯，气味香甜，可加快果实的成熟。乙烯不仅可确保一只果实熟透，还会诱使相邻果实集体成熟。果实的批量成熟对于植物的“传宗接代”来说颇为重要，因为乙烯的芳香可吸引大量动物前来品尝，帮助植物传播种子。

除此之外，植物们还能通过散发气味来互相进行“交流”。譬如，当一棵树木遭到大批毛毛虫侵袭后，就会散发出一系列化学气味，向附近的树木发出警告。附近树木闻到这种化学气味警告后，就会迅速产生一些化学物质，使它们的叶子变得相当难吃，从而逃过毛毛虫的肆虐之劫。研究显示，那些没有遭遇害虫感染地区的树木，并不会产生这些化学物质。

1983年，华盛顿大学两位科学家在科研中发现，如果一些柳树邻近的其他柳树已被天幕虫所侵害，那么它们就不会受到天幕虫的骚扰。因为这些健康柳树的叶子含有酚类和单宁类物质，天幕虫会觉得它们的味道很差，但奇怪的是病树上那些被咬食的叶子却找不到这些物质。科学家猜测生病的柳树一定向附近的健康柳树传达了一种借空气传播的外激素信息。3个月后，另外两位科学家提交的一份实验报告证实了这个猜测，受损的叶子会释放一种气体信号，使得病树和健康的树之间可以通讯。时间到了2000年，墨西哥的科学家海尔在棉豆实验中发现，如果一片叶子被昆虫或细菌侵害，它就会释放气味，警告兄弟叶子做好准备，这是植物的自我防守功能。那么，受害叶子散发的是什么气味？2009年海尔和韩国同事合作研究得知，受细菌侵害的叶子会释放一种叫水杨酸甲酯的气体，而被害虫咬的叶子释放的则是一种叫茉莉酸甲酯的气体。更有趣的是，原来植物被细菌入侵时就会产生水杨酸，水杨酸溶于水之后就释放出去，从而发出警告讯号。而水杨酸就是阿司匹林的化学前体，在阿司匹林出现之前人类遇到病菌感染时也是用水杨酸来治疗。在这一点上，植物与人类是极为相似的。

从上面的介绍可以知道，植物并没有在对话，而是因为“嗅”到了水杨酸甲酯或茉莉酸甲酯而做出反应。在同株植物，除了能“嗅”到危险讯号，作者在植物的触觉中还介绍到受伤叶可能分泌一种化学信号，通过其叶脉传达到植株的其他部位。后来通过科学家证实，这种信号其实是电信号，它可以在细胞间传递，并在包括钾、钙在内的离子通道、钙调蛋白和其他植物组分的协调活动中发挥作用，这也和动物极为相似。

植物的味觉：产生“防卫反应”

人类的嗅觉和味觉往往紧密相连、各行其责：嗅觉捕捉挥发性气体，味觉识别可溶性物质。植物的嗅觉与味觉的关系同样紧密，最明显的例子就是植物对虫害或病原菌的应急反应。在受到外界侵害时，植物通过释放大量挥发性气体，为同伴发出警告，其中最主要的一种成分是茉莉酮酸甲酯。尽管茉莉酮酸甲酯是一种高效的空气传递的信号分子，但它在植物里没有活性。相反，当它通过叶面上的气孔向外发散时，就会变成水溶性的茉莉酮酸，吸附在细胞内特定的受体上，引发叶子的抵御反应。如同人类舌头上分布着功能不一的味蕾细胞一样，植物也有不同类型的可溶性分子受体。

植物的味觉不仅可以感受危险和干旱的来临，还能识别亲缘类群。由于味觉负责识别可溶性化学物，植物的大部分味觉反应都在根部悄悄进行。2011年的一项研究表明，植物能利用根际间的化学信号来识别周围与自己有亲缘关系的类群。在没有亲缘关系的相邻植物中，根际间也有信息交流。另一项最新研究发现，当一排植物集体遭遇干旱时，只需1小时就可将信息传递给五排之外的植物，提醒它们关闭气孔，减少水分蒸发。不过，虽然身为邻居，没有根际间交流的植物却没有这个应急反应。

植物的听觉：音乐能使植物长得更繁盛

关于植物对音乐的喜好，人们众说纷纭：植物喜欢古典乐，讨厌摇滚乐；喜欢轻音乐，讨厌重金属；喜欢舒缓平和的乐曲，讨厌欢快激昂的乐曲……奇怪的是，音乐对植物生长有益的观点却惊人地一致。

从生态适应性的角度来说，音乐与植物毫不相关，我们也没法希冀两者琴瑟和谐。然而，从理论上来说，植物能听到某些声音对于它们来说是有好处的。例如，虫子爬上叶面时的震动声，蜜蜂飞舞时的嗡嗡声，蚜虫翅膀的扑腾声，甚至由更小生物发出的极其微弱声响，都会给植物一种安全防范提示。更为离奇的是，植物还能通过识别其他植物身上发出的声音而获益。

科学家研究发现，植物能对周围环境作出反应，并且具有某种“记忆力”。如果周围环境对它们有一种很“友好”的气氛，它们会长得更好。农学家用音乐刺激植物生长，取得了好效果。

爱听音乐的植物很多，已经发现好多草本是“音乐爱好者”。人们用耳机塞悬挂在番茄身上，按时播放优美乐曲，每天让它“欣赏”3个小时，番茄结得又多又大，每株产量增加一倍多。含羞草听了音乐后，茎杆变得粗壮，根深叶茂，成了同伴中的“巨人”。

生物学家通过实验，初步揭露了这个秘密。在有节奏的音乐刺激下，生物体内细胞的分子会产生一种共振，使那些原来处于静止或休眠状态的分子转变成积极的、和谐的运动，从而促进细胞的新陈代谢。当然，噪音会破坏植物分子活动，抑制植物的生长。

瑞士伯尔尼市植物科学学会的研究人员发现，植物或许真的可以“听到”其他植物发出的声音。该科学学会的研究人员最近录下了一些松树和橡树在干旱情况下发出的超声波振动。科学家相信，这些超声波声音可能是在向其他树木发出信号，让它们早点儿为干旱作准备。