植物王国新面孔

热血沸腾，兴奋激昂，这两个词最能形容植物生物学界的现状。10年来层出不穷的新发现为这一领域注入了活力，将植物“无意识生命”的刻板形象彻底推翻。一般而言，科学家提出激进假设、着手创新实验或发明新词时，只能谨慎小心，如履薄冰；可如今在植物生物学领域，研究人员仿佛挣脱了桎梏，全面出击，竟也常常满载而归！

苏珊•邓德利就是其中一个极佳例证，她于2007年首次证明植物能够辨识出自己的亲属。最近，她和学生阿曼达•菲莱（Amanda File）进行了一项新实验，探索当植物周围都是自己的“兄弟姐妹”而非“陌生族类”时，是否会与菌类盟友建立更紧密的联系（即形成所谓的“菌根”）。“菌根能够让相邻的植物互通有无，分享资源，但有可能被一些寄生者所利用。”苏珊•邓德利解释道，“所以我们认为，植物应该倾向于在亲属间使用这一策略。”

两位科学家很快设想出了一个实验方案，研究对象是平平无奇的杂草——豚草，她们没有猜错！“实验结果超出了我们的预期。当相邻植株有亲属关系时，菌根占据的空间比无关情况下增长了154%！”这一数据至今仍令苏珊•邓德利咋舌不已。实验结果于2012年9月发表，确证了植物对待亲属比对待陌生同类更具共享精神。

诸如此类的新实验每月都有，让人目不暇接。然而热闹背后却是一个矛盾的现状：大量问题仍然没有答案，目前阶段源源不断的新发现恰恰说明我们对这一领域所知甚少。有些研究引起激烈争议，科学家各执己见，论辩不休。没有一个学科像植物生物学那样，最杰出的专家对关键课题的意见南辕北辙，存在严重分歧！当然，他们都同意植物“无意识生命”的说法是陈词滥调，而且在他们看来，植物感觉敏锐，充满活力。但是共识到此为止，他们很难达成一致意见，联手为研究展现的“新植物”描绘一幅肖像。

在这片模糊地带里，首先让我们大惑不解的是植物互相辨认的机制。这一能力从何而来？也许答案就在植物渗出液中。这些由植物根系分泌出的分子混合物是多面手，既能溶解岩石，也能滋养菌类盟友。只不过科学家尚未从渗出液中找到任何植物标识自己、标识亲属或同类关系的“身份”分子。他们甚至无法排除化学方法以外其他手段介入的可能，因为当一株植物的根系碰触到基因相同的另一株植物（插条繁殖）的根系时，由于分属两株，它们仍会将对方视做异体。

同样，植物之间的信息交流现象虽然已经确证无疑，但仍然不乏谜团。我们已经知道植物持续释放挥发性物质，一旦遇到压力，混合物的成分就会发生改变。但是我们不清楚这数百种分子除了能吸引昆虫之外，还肩负什么其他使命。


语言……何种语言？

它们是否携带着需传递给其他植物的复杂信息呢，从而构成一门真正的语言？或者还有其他功能？抑或没有任何功能？争论依旧如火如荼。植物语言说的怀疑者和支持者各不相让。苏珊•邓德利属于前者，她的论据是，经过30年的研究，目前只发现植物拥有两种气体分子感受器，分别对应乙烯和甲基茉莉酮酸酯。“在我看来，植物语言可以归结为对一到两种气体分子的使用。”她评估道。虽然出于谨慎，她并不排除仍可能发现用于交流目的的新成分，但对她而言，“现在应该开始思考更简单的假设了”。

与她意见相左的伊恩•鲍德温发现，如果对野生烟草进行基因改造，使其不能释放挥发性物质GLF，成为“哑巴”，那么处于它们下风口的烟草同样会大大减少自身的基因活动。“邻居的静默不语让它们也哑口无言，所以它们是有‘听觉’的！”伊恩•鲍德温兴冲冲地指出，“目前我们还不知道植物的‘鼻子’在哪里，但是我敢打赌，未来10年年我们就会找到答案！”

第三个问题争议最大：植物有神经活动吗？它们是否拥有一个等同于神经系统的机制，以电信号的形式传递信息？巴黎第七大学膜电生理学实验室主任弗朗索瓦•布托（Fran.ois Bouteau）持赞同观点。“早在几年前，我们就已经证明，植物之间通过电信号交流，它们通过细胞膜去极化形成离子流来传递信息。”他回顾说，“现在我们知道，植物中也存在胞裂外排和细胞内吞现象，即细胞膜排出和吸收分子，这与动物的神经突触有异曲同工之处。当然，植物既没有神经元，也没有神经突触，没有任何可以称为大脑的器官，一切都进行得更慢，但我们确实可以说它们有‘神经活动’。”

植物之间通过电信号交流，它们通过细胞膜去极化形成离子流来传递信息。”他回顾说，“现在我们知道，植物中也存在胞裂外排和细胞内吞现象，即细胞膜排出和吸收分子，这与动物的神经突触有异曲同工之处。当然，植物既没有神经元，也没有神经突触，没有任何可以称为大脑的器官，一切都进行得更慢，但我们确实可以说它们有‘神经活动’。”

依然证据不足

“植物神经生物学”这个术语可以追溯到2005年。 正是在那一年，任教于佛罗伦萨大学的意大利科学家斯特凡诺•曼库索和任教于波恩大学的斯洛伐克科学家弗朗齐歇克•巴卢谢克（Franti.ek Balu.ka）共同创建了“植物神经生物学促进会”。这个横空出世的新名词顿时激起学界一片口诛笔伐，从耶鲁、牛津到法国农业科学研究院，36名供职于顶尖科研机构的科学家联名发文，征讨这两名离经叛道之徒，指责他们的认识出自“肤浅的类比”和“值得商榷的推论”。在这些权威的眼里，在某些植物中观察到的电活动过于原始、过于混乱，够不上“神经生物学”的标准。面对如此激烈的反弹，这对意大利和斯洛伐克科学家退后一步，将他们的组织更名为“植物信号与行为协会”，但是他们仍然坚信植物神经生物学确实有成为一门学科的资格，并且终将被学界认可。

这场学术大辩论已经过去了好几年，关于植物之间电信号交流规模的讨论仍然余波未平：到底要达到怎样的标准我们才能承认植物有神经活动？倾向于支持这一观点的伊恩•鲍德温解释说：“问题在于，虽然已经证实植物之间存在电信号活动，却很难证明这些活动在传递信息，更难理解其中包含的意义。我们能够敲除基因来研究植物的化学活动，但却没有中断植物电活动的方法。除非对植物造成极大的伤害，否则无从进行观察。”苏珊•邓德利则对这些信号的存在持保留意见。她还认为，提出“植物神经生物学”之类的争议术语会引起不必要的论战，反而阻碍研究进展，因为“有些同行憎恶”这些术语。

身份识别、化学语言和神经系统，这三个问题将我们引向植物世界的终极谜团——植物智慧的本质是什么，它的中枢在哪里？植物是如何整合接收到的数百条信息的，它们之间如何协调、同步、调节到最佳状态？换句话说，植物的每一根枝条、每一瓣叶片是如何作为智慧生命体的一部分来行动的？就算各种生物的大脑千差万别，可是没有大脑也能实现这一切吗？