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奇妙的植物感官世界大揭密

时间:2017/9/12 11:15:00  来源:   作者:   浏览:2784次
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,所以植物要想在自然环境中生存下去,需要自己独特的感官功能来“感受”身边的世界,并对不同的环境变化作出相应的反应以保证能生存下去。

大家都知道动物有眼、耳、口、鼻和大脑才具有视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉等感官功能,但是科学家发现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!并且对光的感觉植物甚至比人类还要敏感得多。

因为植物在一个地方扎根后,它们无法像动物那样可以四处移动去寻找食物,也无法像动物逃避天敌一样逃避害虫的侵袭。在面对暴风雨的时候,它们无法像动物一样可以为自己找一个藏身之所。所以,要想在各种无法预知的恶劣环境中生存下去,需要通过自己独特的感观功能来“感觉”身边的世界,并对各种环境变化作出相应的反应。

植物感官

1.植物的视觉:无眼,但能“看到”各种光

植物也能“看见”东西吗?科学研究发现,其实像人类一样,植物也能“看见”光。与人类的眼睛具有光感受器相似,植物的枝干和叶子上也有属于它们自己的光感受器。它们不但能区分红光和蓝光,甚至还能“看到”人类无法看到的波长,譬如光谱中的红外光和紫外光。植物还能“看到”光的来源方向,并据此判断光照的时长。达尔文早就发现,如果植物渴望阳光照耀,它们的枝茎就会向光线方向弯曲。植物的光合作用可利用阳光能量将二氧化碳和水转成糖分,所以植物需要探测光线来源以便制造“食物”。

植物的细胞膜中有一种对蓝光非常敏感的向光素,而植物叶子中存在一种光敏色素,则对红光相当敏感。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。

2.植物的触觉:作出独特反应

科学研究发现,植物显然也具有触觉。风吹过树枝、小虫爬过叶面、藤蔓缠上枝梢,树木其实都可以感觉到。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。当一只苍蝇、甲虫或一只小青蛙爬过它的叶子时,捕蝇草叶片能够迅速关闭,将虫子困在里面。捕蝇草知道什么时候该关闭叶子,因为它能感觉到虫子爬到的位置。

尽管大多数植物的反应不会这么快,但它们感觉外部触觉刺激的方式都和捕蝇草相似。不过让科学家最感兴趣的是,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。

3.植物的嗅觉:靠接受器产生作用

许多动物都利用灵敏的鼻子在大自然界中捕猎食物。事实上,一种名叫菟丝子的寄生藤堪称是植物世界中的“嗅探犬”,因为它也是通过嗅觉来寻觅食物的。菟丝子几乎没有大多数植物所拥有的叶绿素,所以它必须通过吸食其他植物的含糖树汁来生存。平时,它必须通过嗅觉来寻觅“猎物”。它能根据不同植物散发出来的气味区分哪些植物可以成为它的“猎物”,哪些植物身上有它最喜欢的“食物”,哪些植物是不健康的种类。其实,地球上的所有植物都具有嗅觉,只不过菟丝子的嗅觉更加灵敏罢了。我们都知道,动物鼻子中的传感器能够辨别空气中的气味分子,而植物身上也具有一种接受器,能对挥发性化学气味作出反应。

科学家早就发现,将未成熟的水果放在乙烯气体中,就会诱使它成熟。此外,所有成熟的水果都会散发乙烯气味,并使未成熟的水果对该气味作出反应,加快自身的成熟速度。这种反应能够确保一块田地中的水果都能大面积地几乎同时成熟。可以说,乙烯是一种具有很多用途的植物激素,除了促使水果同时成熟外,还具有调节植物叶子颜色的作用。

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。

四.植物的味觉:产生“防卫反应”

受到害虫侵袭的树木能够通过散发化学气味的方式向附近的树木发出警告。附近的树木嗅到这种气味后,就会作出相应的“防卫反应”。事实上,树木也具有味觉。当树木遭到大批害虫袭击后,还会释放出一种叫做茉莉酮酸甲酯的挥发性气体。该气体传到附近树木的叶子上后,并不会被树木的嗅觉探测到。相反,它会在叶子中形成一种水溶性的茉莉酸,依附在细胞中的特殊接受器上,使树叶通过味觉收到警告信号,产生“防卫反应”。就像我们舌头的接受器能对各种不同的味觉分子产生反应一样,植物的味觉接受器也能对各种不同的挥发性分子产生反应。

五.植物的听觉:音乐能使植物长得更繁盛

许多人都相信植物具有听觉,譬如一些人认为,如果对着花草、水果、蔬菜等播放悠扬悦耳的古典音乐,它们就会长得更加鲜艳和茂盛;如果对它们播放吵闹不堪的重金属音乐,它们的叶子则会变得枯萎、憔悴。

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。意大利佛罗伦萨大学国际植物神经生物学实验室的科学家斯蒂法诺·曼库索和他的同事正在对植物的听觉进行高标准研究。最初的实验显示,玉米的根部能够感知特殊的振动频率。更令人惊讶的是,这些根甚至能够自己产生声波。


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