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植物有意识吗?| 观点文章
植物能感应环境光线,向光源方向生长,能够区分红光、蓝光、远红光和紫外线并做出相应的反应,在特定光照条件下开花;植物能感应周围环境的气味,对空气中飘散的微量挥发物做出反应;植物能感应重力,通过生长素改变自己的形态以保证茎向上长,根向下伸;植物还拥有记忆,可以根据这些记忆改变当下的生理状况。

 

 

那么,植物有意识吗?

 

近日,加州大学圣克鲁兹分校细胞和发育生物学Lincoln Taiz教授团队在Trends in Plant Science上发表的一篇题为Plants Neither Possess nor Require Consciousness的观点文章,为这个问题给出了他们的答案。Lincoln Taiz认为植物神经生物学家一直忽视了大脑产生意识必须进化出结构上和功能上的复杂性程度,植物结构相对简单,缺乏神经元和大脑,因此植物没有意识。

 

 

自植物神经生物学作为一个研究领域于2006年建立以来【1】,关于植物是否能够思考、学习和有意选择其行为的话题一直饱受争议【2】。Lincoln Taiz认为,植物神经生物学的支持者轻视了大脑的复杂程度,将大脑描述为不比海绵更复杂的东西,而Feinberg-Mallatt意识模型描述了大脑产生意识所必需的组织复杂性。Todd Feinberg和Jon Mallatt通过对简单和复杂动物大脑的比较研究来探索意识的进化,发现只有脊椎动物,节肢动物和头足类动物具有产生意识的大脑结构【3】。植物和动物进化出截然不同的生命策略。大脑是非常昂贵的器官,植物并不存在复杂的神经系统。

 

植物神经生物学的支持者通常把植物的电信号和动物的神经系统之间进行比较。植物以两种方式使用电信号:调节带电分子在膜上的分布和在整个生物体内发送长距离信息【4-6】。在前者中,植物的叶子可能会卷曲,因为离子的运动导致水从细胞中移出,从而改变了它们的形状; 而在后者中,一片叶子上的昆虫叮咬可能引发远处叶片的防御反应。这两种行为看起来似乎植物的电信号和动物的神经系统一样对刺激做出反应。但Lincoln Taiz强调这些反应是经过世世代代自然选择的微调,植物细胞发出信号的方式与动物的神经系统显然不能相提并论。

 

作为植物生理学教科书的合著者,Lincoln Taiz说“虽然植物神经生物家都希望将植物神经生物研究内容编写进教科书,但目前还有太多未解答的问题。”Lincoln Taiz认为植物神经学家的实验缺乏严谨性,希望以后的研究能够通过使用更严格的条件和控制来解决当前植物神经生物学实验未能解决的问题。

 

来看看“植物有意识”支持者的观点(来自Giz Asks,新浪科技)

 

植物当然是有意识的,尽管它们与人类存在很大差别。为了发现植物生存和繁荣生长所需的资源,它们需要在地面和地下环境中自我定位。因此植物根系在土壤、岩石、水、细菌和其它植物根部汇集的地下迷宫中交错,其熟练程度不亚于寻找食物的老鼠。他们能够意识到危险——环境干旱的征兆,或者入侵的食草动物,为了进行最基本的生命活动,或者激活它们的防御(例如:通过释放生化信号,吸引食肉动物来吞食正在威胁自己的食草动物)。它们必须做出复杂决策,在最佳时间段内开花,同时处理20多个环境因素,例如:白天长度或者空气温度,对比至少一个月的时间跨度内生存条件的进化改变。换句话讲,植物收集了尽可能多的外界信息,并密切洞察其变化过程。

 

如果意识按照字面上理解为“拥有知识”,那么植物就完美地符合了这个要求。当然,它们没有我们的感觉器官,例如:眼睛和耳朵,来接收外界环境的刺激。但是它们拥有细胞和组织(例如:光敏受体细胞),它们也能很好地接收外界信息,有时比动物或者人类眼睛或者耳朵更好地感知外部世界。从不断变化的外部世界获取生存信息,事实上,它们随着外部世界和季节变迁而发生变化,在最优化环境条件中生长,或者在寒冷冬季脱落树叶,将生命降至最低生存条件。我们可以说,植物意识承载着大量知识,因为植物生活在一个生长条件极度敏感的环境中。

 

另一个问题是植物是否具有自我意识,在完全否定这些高等级能力之前,我们应当思考一下植物自身是什么?植物能从部分结构生长形成一个整体(例如:从木兰科植物剪下枝叶,最终能够生长出完全的一株植物),人们曾猜测植物自我意识也会随着剪裁枝叶而分离。事实上,植物的枝叶部分遭到威胁(例如:叶片上落着讨厌的昆虫),将通过空气释放生化物质抵达同株植物不同部分,实现威胁性信号通信。植物不间断的整合计划将通过反馈循环和其它通讯策略机制来实现,这种方式有点儿像人类的自我意识。问题在于我们应该抛开固有的生物学联系,如果不是在心理上、结构上以及植物的表现功能上,认为植物与动物相差很大,而是想像一下植物不通过眼睛和大脑进行观察和思考,或许你会发现植物也是具有意识的。

 

那么,对于植物有无意识这个问题,你怎么看?

 

参考文献

[1] Brenner, E.D. et al. (2006) Plant neurobiology: an integrated view of plant signaling.Trends Plant Sci. 11, 413 – 419

[2] Alpi, A. et al. (2007) Plant neurobiology: no brain, no gain? Trends Plant Sci. 12, 135 – 136

[3] Feinberg, T.E. and Mallatt, J. (2016) The nature of primary consciousness: a new synthesis. Conscious. Cogn. 43, 113 – 127

[4] Volkov, A.G. et al. (2009) Biologically closed electrical circuits in Venus fl ytrap. Plant Physiol. 149, 1661 – 1667

[5] Salvador-Recatalà, V. et al. (2014) Real-time, in vivo intracellular recordings of caterpillar-induced depolarization waves in sieve elements using aphid electrodes. New Phytol. 203, 674 – 684

[6] Zimmermann, M.R. et al. (2016) Herbivore-triggered electrophysiological reactions: candidates for systemic signals in higher plants and the challenge of their identification.Plant Physiol. 170, 2407 – 2419

 

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.tplants.2019.05.008

 

本文转自bioart植物

 

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