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植物会说话?让科学界半信半疑的争议与谜团


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植物会说话?让科学界半信半疑的争议与谜团

  • 克里斯·巴拉纽克
  • (Chris Baraniuk)
2021年9月26日
植物

图像来源,GETTY IMAGES

 
图像加注文字,

研究人员认为,植物的沟通能力远比很多人想象的要更复杂(Credit: Guido Mieth/Getty Images)

 

劳拉·贝洛夫(Laura Beloff)的植物似乎在发出声音。她将其根部连接到接触式麦克风上,以便能检测土壤中微弱的高频咔嗒声。她在电脑软件的帮助下,使这种声音的频率降低,人类就能够听到。

当她在办公桌前工作时,她旁边的音频设备愉快地“喋喋不休”起来。说来就来。“这是最奇怪的事情,”艺术家、芬兰阿尔托大学(Aalto University)副教授贝洛夫说。一位访客走进她的房间,植物的咔嗒声便停止了。当访问者离开时,声音又响了起来。后来,更多的人进屋,声音再次停止。只有当人们离开时,它才重新开始。“我仍然不知道是怎么回事,”贝洛夫说。

就好像这株植物只想要贝洛夫一人作它的私人听众,只跟她说话。

贝洛夫试图检测来自植物的声音,总共进行了两年多,断断续续。她仍然不确定植物发声的原理。她的设备简陋,只有一个简单的麦克风。她承认,声音可能是来自土壤或其他微生物,不一定是植物。植物能与人沟通,或者对进入房间的人做出反应,目前这还只是猜测。

但与人交流这种最微小的可能性,引起了贝洛夫的好奇。“真的是这样吗?就是这个问题,”她说。

有很多关于植物的问题,我们尚不了解。目前,植物学家就植物之间相互交流或植物与其他生物之间的交流存在争论。如果植物能交流,他们会有智能吗?

植物

图像来源,GETTY IMAGES

 
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有些植物似乎对振动、化学信号和声音有反应,但关于他们可以与外界“沟通”这点是有争议的(Credit: Elva Etienne/Getty Images)

 

关于植物的复杂性及其惊人的能力,相关科学研究不断有新发现。植物可能比想象的要复杂。然而,他们会“说话”,这想法还是有争议的。

不过,一些人仍然试图让植物参与对话,他们是对植物说话的人。

贝洛夫在阅读了莫妮卡·加利亚诺(Monica Gagliano)和其他研究人员的实验后,首先想到的是倾听植物根部的声音。在过去十年左右的时间里,西澳大学(University of Western Australia)的加利亚诺发表了一系列论文,表明植物有能力进行交流、学习和记忆。

她一直认为,科学家应该更加注意植物可以传输和贮存声音信息。在2017年的一项研究中,加利亚诺及其同事表明,植物似乎能够通过根部感知水振动的声音,这可能有助于它们在地下生根。

加利亚诺相信植物可以沟通。“证据是清楚的,”她说。

 

在2012年发表的一篇引用率颇高的论文中,加利亚诺和合著者报告了从植物根部检测到的咔嗒声。研究人员使用激光振动仪检测到这些来自根尖的声音。她说,激光是在实验室环境下,对淹没在水中的植物根部进行探测,以确保检测到的声音确实来自植物根部本身。

然而,要说这些咔哒声具有任何交际功能,则需要进一步的证据。加利亚诺说,她通过改变植物的生长方向,观察到植物根部以类似的频率对声音做出反应。

这究竟是什么意思,还不确定。加利亚诺还说,在非实验环境中,她听到植物用语言与她交谈。

她说,这种经历“超出了严格的科学领域”,第三方观察者无法用实验室仪器测量她听到的声音。但她很肯定,她已经感觉到植物多次与她交谈。

她说:“我所说的情况不仅包括我,还有同一空间的其他人也听到了同样的声音。”

不管你怎么看这些说法,最近由多个科学团队进行的研究揭示了关于植物声音的各种引人入胜的见解。譬如,以色列一组研究人员2019年发现,当植物暴露在蜜蜂嗡嗡作响的声音中时,花蜜中的糖含量就会增加。

植物这样做可能是为了吸引昆虫,如蜜蜂,在采花蜜时给植物授粉。某些其他昆虫只是采花蜜而不收集或传播任何花粉,这对植物没有好处。只有研究人员将植物暴露在蜂的声音或相同频率的声音中时,糖含量才会增加。

其他研究表明,声音对植物可能很重要。例如,暴露在毛毛虫咀嚼音频中的植物会分泌出更多的化学物质,以阻止饥饿毛毛虫的啃食。

这样的研究让人们怀疑是否能使用特制的声音影响植物。中国青岛农业工程研究中心设计了一种向植物广播的特殊装置。他们声称这增加了产量,降低了对肥料的需求。

树木

图像来源,GETTY IMAGES

 
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已有证据表明,树木和其他植物的根部使用化学信号进行沟通(Credit: Pakphipat Charoenrach/Getty Images)

 

声音也可以使植物和其他生物之间建立互利的关系。在婆罗洲,属于食肉植物赫姆斯利猪笼草(Nepenthes hemsleyana)的后部内壁已经进化、能够反射蝙蝠的超声波。这吸引蝙蝠排便,在蝙蝠栖息处,蝙蝠对准他们排出粪便,等同于施肥。2016年一份研究植物和蝙蝠之间声学关系的论文指出,一种与赫姆斯利猪笼草近亲的植物物种,不依赖蝙蝠排便施肥,因此也就没有吸引飞行哺乳动物的超声波反射表面。

所有这些研究都证明声音对植物很重要。但是植物可能感知声音的机制如何精确运作,这仍然神秘。说植物对声音刺激有基因原因、且能自动反应是一回事,但认为他们可以思考如何做出反应,就走的太远了。大多数人会争辩说,那种程度的智力只有动物物种才有。

持怀疑态度的人包括德国海德堡大学(University of Heidelberg)的大卫·罗宾逊(David Robinson)。对于植物有智慧,或者他们可以像我们一样交流的说法,罗宾逊和其他一些科学家持高度批评态度。植物对声音刺激的反应虽然有趣,但却是预先确定的,而且是僵化的,他说:“这与思维无关。”

植物没有神经元,只有动物大脑中才有传递信息的神经元细胞。罗宾逊认为,总的来说,植物缺乏思维的机制。然而,植物可以通过化学信号在内部传递信息。

关于植物可以学习的说法也很受争议。一位研究人员试图复制加利亚诺及其同事关于植物可以学习的研究结果。然而,他们未能取得同样的结果。在一份公开的回应中,加利亚诺和她的团队说,重复进行的实验与自己使用的方法太不同了,因此无法对早期的结果做出可靠的评估。

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罗宾逊说,植物有让我们大吃一惊的能力,他并不否认这种可能性。但他坚持认为,我们不应该试图将他们的沟通能力与我们自己的沟通能力进行类比,或者试图和他们交流。

“我认为很多人试图做的是人性化植物,使他们更像我们自己,”他说。

认为植物有认知能力的研究者和持反对意见的研究者之间的分歧,罗宾逊认为也无法弥合。“两个阵营处于战争状态,我的意思是口头上的战争。”

这并不是说研究派系之间存在对等的分裂。研究人员对植物能力的判断在很多方面都不同,除了罗宾逊之外,还有许多科学家怀疑植物是有智能的--我们会说,这是与人类类似的交流的先决条件。

但爱丁堡大学荣休教授托尼·特雷瓦维斯(Tony Trewavas)持不同观点。他说,根据一个宽泛的定义,植物可以被认为是有智慧的,因为它们对刺激的明显反应方式,提高了它们的生存几率。他把这比作一只从狮子身边跑开的斑马,我们毫不费力地认为这是一种智能反应,而植物分泌物质杀死自己的一片叶子以阻止毛毛虫卵孵化,与斑马逃离狮子的反应并没有什么不同。

特雷瓦维斯还指出,树木依靠土壤中的微生物网络来帮助它们找到营养物质,这是物种之间交流的一种形式。

“所有的生命都是聪明的,因为如果不是,根本不会存在,”特雷瓦维斯说。这发人深省。从概念上讲,求生是有智能的证明吗?

然而无论如何,人如何与植物交谈或是如何理解植物话语,这个问题一直都在。

花

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已证明,一些花在传粉者嗡嗡作响的声音刺激下,在花蜜中增加了糖含量(Credit: Lee Albrow/Getty Images)

 

虽然植物可以清楚地对某些种类的声音刺激做出反应,而且有时可以与各物种进行化学交流,但许多人会争辩,这与聊天不同,这不过类似于许多动物物种的偶然发声。

贝洛夫说,虽然她对这种可能性着迷,但她仍然对植物能说话的论点持怀疑态度。

她说,“当然,有些人说他们可以与植物交流,但从更理性或科学的角度看,这是多么困难。”

还有一个问题, 如果有一天我们能和树木交谈, 我们到底会说什么?或是和花草讨论什么问题?

“也许植物也想和人类交流,”贝洛夫想。“谁知道呢?”


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