呜莎解读:植物知道生命的答案-09
今天,我们继续来读《植物知道生命的答案》这本书。
我们前面举了那么多的例子,讲了那么多的实验,其实无非就是想说明一个事儿,就是植物它是一种有视觉的生命。
可能还是有不同意把植物感知光的能力等同于视觉的说法——不管你怎么证明,反正我就是不同意,因为植物没有眼睛,也没有传输视觉信号的神经系统。没错儿,植物确实是没有眼睛,但是我们也没有叶子呀。生命的演化有时候会有殊途同归的效果。为了适应同一种环境,亲缘关系相当远的两种生物,确实很可能演化出相似的形态来。
比如说,大戟科的某些植物与仙人掌科的某些植物长相上就是相当类似的。大戟科的布纹球,看起来就超级像是某种仙人球,但是布纹球与仙人球的亲缘关系确实很远。这样的例子非常多。
回到视觉这个话题上来,其实如果给视觉下个定义的话,那么可以说,视觉就是生命体对电磁波的感知能力。如果这个定义成立,那么眼睛这个问题就变得不重要的。
很多蛾子和蝴蝶的翅膀上都有类似眼睛的花纹,还有几种蝴蝶身上的花纹酷似猫头鹰的脸。在捕食蝴蝶或者蛾子的那些鸟类看起来,它们身上的眼睛一样的斑纹,就好像有猫头鹰在盯着自己一样。这能够吓跑不少捕食它们的小型鸟类。但是这些看起来明显是眼睛的花纹,却是不能感受光线的。我讲这个例子,无非就是想要解释一下,其实拥有长得像是眼睛的器官——甚至拥有吓跑天敌的作用——并不能代表这就是眼睛。眼睛必须要能够感受到电磁波才行。
植物能够看到的光谱的波长范围比我们能看到的宽广得多,但是它们却看不到图像,或者可以这样说,看到图像这件事情比起利用光信号精细的调控自身的生长状态来说,实在是一件不怎么重要的事情。大家可以想象一下,电影里面描写那些武学大宗师在打坐参禅的时候,是不是都是闭着眼睛的?眼睛只能看到前面的东西,如果我们不打算移动自己,那么视觉突然就变得不重要了,反正背后的东西我们也看不到。还不如把眼睛闭上,用我们的其他的感官去感知周围的一切风吹草动更有效一些呢。视觉图像,对于不能移动位置的植物来说,确实就是一个可有可无的功能。
从视觉的功能上,人的视觉和植物的视觉是相似的,都是要对电磁波做出反应。人类用人类中心主义的角度,把人类能够察觉到的那部分电磁波命名为可见光。但是实际上,可见光只不过是电磁波中很窄的一个频段而已。植物能够感知到的,比人类多得多。
我们在看一件东西的时候,视网膜上的感光细胞,也就是视杆细胞和视锥细胞会捕捉到光信号,再把信息传递给大脑。然后我们的大脑发挥想象力进行图像识别后,再对我们的身体发出各种指令。
植物的视觉其实也是差不多的过程。比如说达尔文实验中的虉草,用它们的茎尖吸收光线,然后转化成浓度不同的化学信号,从而调节茎部的生长素分布,而生长素则会指挥细胞伸长,从而让茎部产生向光性的弯曲。尽管从视觉的机制上来说,植物与动物的视觉有着巨大的差别,连感光受体的化学成分都不一样,但是,从更基础的原理上看,所有的感光受体都是一种蛋白质和一种与蛋白质链接的能够吸收光的化学染料构成的。而这种结构,实际上就是受到自然规律限制的设计原理,想要产生视觉有很多办法,但基本的设计结构都是一样的。
在演化的大道上,植物与动物已经各自独立的眼花了几十亿年的时间了,但是我们的视觉系统依然有一些相同之处,这是在植物与动物分道扬镳之前,我们的共同祖先取得的演化成果。
隐花色素就是这样一种在动植物体内都广泛存在的光受体。我们前面提到过,植物也需要知道昼夜的节律,需要根据昼夜节律变化来决定什么时候开花。这光靠对光线的实时反应是没办法做到的,它们必须要记住一些东西。隐花色素就是做这个事情用的。隐花色素就好像一台控制植物生命节律的生物钟,这个生物钟会尽可能的与真实的昼夜周期同步,从而告知植物现在是白天还是夜晚。
人类的生物钟也是靠隐花色素来调节的。从生物钟这个单一功能来看,我们与植物解决问题的方案是完全相同的。生物钟调控着我们生命的各个方面,除了昼夜的感知以外,我们到了吃饭时间就会感觉饥饿,到了睡觉时间就会感觉困倦,清晨时我们神清气爽,下午有可能会犯困,这一切的行为,都是隐花色素在帮我们控制着。
即使把我们关进完全不进阳光的封闭房间,我们24小时一个周期的生命节律也依然会准确无误的循环往复。如果我们乘坐飞机跨越半个地球,去美国或者欧洲旅行,我们就会发现,我们身体里的时间信号与真实的昼夜不再同步了。身体觉得应该是夜晚,但现实中却是白天,这就是时差反应。
很多人在倒时差的时候会把自己关在宾馆里呼呼大睡,事实上这并不是一个好办法。睡觉只能减少时差反应带来的不适感而已,但对于调整身体的节律并没有什么帮助。正确的做法是到户外去走一走,晒晒太阳。当我们晒太阳的时候,身体内的隐花色素就开始与真实的自然对表了。阳光会告诉身体里的生物钟正确的时间,然后时差感就会消除。也许这会导致我们该睡觉的时候没有睡觉,但这仅仅是困倦而已,你在任何地方打个盹儿都能解决困的问题,校准身体内的生物钟,则只有晒太阳这个方法是最管用的。
植物也是利用隐花色素来调节昼夜节律的。比如说,三叶草的叶子到了夜晚会合拢,含羞草的叶片到了夜晚也会垂下来。到了清晨,叶子又会重新张开,迎接新一天的阳光。
如果我们把植物挪到暗室里,夜晚点亮灯光照射它们,白天则保持黑暗,植物们也会产生时差反应。我不知道植物如何表达自己的不适感和焦躁不安,但是从叶片的状态来看,可以观察到它们的生物钟确实会因此而紊乱。不同品种的植物重新调整生物钟的速度不同,快的只需要一次开灯关灯后就能够适应新的昼夜节律,反应慢的植物则需要好几天才能调整过来。
之所以我们人类与植物会用一模一样的方式来调节我们身体内的生物钟,是因为从单细胞生物开始,生物钟这个功能就已经演化出来了。换句话说,全世界的绝大部分生命体,除非在单细胞生命初期就与我们分道扬镳的极少数,绝大多数都与人类拥有一模一样的生命节律控制系统。
科学家们分析,单细胞生物之所以需要一个感知昼夜交替的生物钟,是因为细胞分裂过程中如果遭受到紫外线的辐射,就会遭受重创。隐花色素可以帮助细胞识别白天和夜晚,然后把细胞分裂调整到夜间进行,这样就有效的躲避了紫外线的伤害。
以隐花色素为基础的生物钟,这就是最原始的视觉系统,功能简单到只能知道白天还是夜晚的程度。但这确是所有生物视觉系统的起点。所有生物的视觉系统,都是在隐花色素的基础上,根据各自不同的适应环境的需求而演化出来的。
说到这里,植物的视觉部分我们就说完了。了解了这些知识以后,再看到植物的时候,会不会觉得它们也在看着我们呢?
今天是大年三十,感谢你今天还拿出时间来读我的文章,祝大家新春快乐,万事如意!