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植物知道生命的答案 作者:丹尼尔·查莫维茨 美国)

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植物也有智力

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我们会本能地觉得这种能力和我们每天唤起的详细而充斥情绪的记忆相当不同。但是在一个基本层面上,这一章里描述的各种植物的行为的确就是记忆的原始类型。卷须的缠卷、捕蝇草的闭合和拟南芥记住环境胁迫的行为全都包括三个过程:形成事件记忆,把记忆保留一定时间,在一个较晚的时间点为了专门做出某种发育反应而提取记忆。

植物要利用谷氨酸受体之类的神经受体蛋白质干什么呢?特别是考虑到它们没有神经元,这个问题就更令人好奇。由葡萄牙的若泽·费若及其团队所做的后续工作表明,植物中这些受体能在细胞间的信号转导中发挥作用,其方式非常类似人类神经元彼此之间的通信方式。这让我们不禁为在植物演化中扮演“脑受体”角色的受体啧啧称奇。也许人脑的运作和植物生理之间的相似性要比我们想象的还大。

植物记忆就像人类的免疫记忆一样,不是托尔文所定义的语义记忆或情景记忆,而是程序记忆,也就是对如何行动的记忆;这些记忆依赖于感知外部刺激的能力。托尔文进一步提出,这3个层次的记忆的每一层次都与意识从低到高的某个层次相联系。程序记忆与失知意识相关,语义记忆与理智意识相关,而情景记忆与自知意识相关。按照定义,植物显然不具备与语义记忆或情景记忆相关的意识。但就像最近的一篇评论文章所说的:“以程序记忆为特征的最低层次的意识——失知意识——是生物体感知外部和内部刺激并做出反应的能力,所有植物和简单的动物都具备这种能力。”这把我们带到了所有问题中那个最引人入胜的问题面前:如果植物能展现出多种类型的记忆,还有某种形式的意识,那么是否应该认为它们具有智力?

植物明显具有储存和提取生理信息的能力。然而,这并不是说植物要记住所有东西。事实上,植物忘掉的东西比它们记住的东西多得多,特别是在记忆胁迫的时候更是如此。记忆可以引发固定模式的反应;在反复出现可预测的变化的环境中,记忆是很有益处的。然而,在稳定或难以预测的环境中,对植物来说,完全返回到胁迫前的状态——也就是“忘记”胁迫曾经发生过——反而是更好的策略。我们可以通过下面的问题从个人经验出发理解这一点:如果记忆不能帮助我们在未来采取不同的行动,那它还有什么好处呢?一些前不久完成的研究指出,记忆-遗忘的平衡会受到胁迫的复现周期影响——也就是说,会受到前一次胁迫发生后所经历的时间长度影响。从具体机制上来说,这个平衡是由细胞中某些mRNA分子的稳定性所控制的。

植物记忆涉及的很多机制——包括表观遗传和电化学梯度——在人类记忆中也有涉及。大多数人都知道脑是记忆器官,而电化学梯度正是人脑神经连接不可或缺的条件。最近几年中,植物科学家发现,不仅植物细胞会凭借电流(就像我们在前面几章中看到的)来通信,植物本身也含有在人类和其他动物体内作为神经受体的蛋白质。谷氨酸受体就是一个很好的例子。人脑中的谷氨酸受体对于神经通讯、记忆形成和学习都发挥着重要作用,很多有神经活性的药物都以谷氨酸受体为作用靶点。所以,对纽约大学的科学家来说,发现植物也有谷氨酸受体,拟南芥竟也对能改变谷氨酸受体活性的神经活性药物敏感,实在是个极大的意外。

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