【科學新知】你知道植物也有記憶力、能學習?

作者:劉書妤

一株株翠綠的植物伸展著枝葉、偶爾隨風搖擺。相比行為容易觀察的動物,「沈默」的植物似乎常被忽略,究竟植物有沒有感覺及記憶?會不會產生感情?為揭開植物的神秘面紗,科學家進行了大量的研究後,發現植物也有行為能力。

含羞草受外力刺激時會閉合葉片。(圖片來源:Pixabay)

植物的反應能力

植物擁有聽覺,能對震動信號作出反應。例如有一些植物甚至能「聽到」昆蟲咀嚼葉片產生的震動,從而分泌化學物質來殺死昆蟲,或找救兵幫忙,舉例來說,小綠葉蟬是茶樹常見的害蟲之一,其幼蟲的口腔分泌物會誘導茶葉生合成具揮發性的特殊分子,引誘小綠葉蟬的天敵白斑蜡蛛前來捕食,停止小綠葉蟬對茶樹的傷害。

在不同的生活環境中,植物的生活策略也不同。為了避免在錯誤的環境生長,植物往往需要盡可能多地感受環境中各種不一樣的信號,因此植物具有很精細的感官和獨特的行為學,甚至植物會透過菌類、鳥、蟲、風等媒介傳播種子和化學物質交流訊息。

最特別的是植物也擁有記憶力,能記住過去的事情,並據此調整迎接新挑戰的方式,用這些訊息告訴自己如何生長、發育並對外界作出反應。這些形成記憶的方式和原因或許能幫助科學家訓練植物,應對貧瘠的土壤和酷暑等極端氣候的挑戰。

約20世紀開始,科學家才開始明確探討「植物記憶」。當時,一個法國研究團隊發現,某種植物記得莖的一側葉片曾經受損,於是集中能量向另一側生長。且某些植物能記住經歷過的磨難,再次面對同樣的生存壓力時,植物就會調整自己的反應,例如提高鎖水量、變得對光更敏感、增強耐鹽性和耐寒性。在某些情況下,這些記憶甚至能代代相傳。

然而,在實驗中植物形成的記憶並不多。科學家猜測,植物記憶之所以罕見,或許是因為對植物來說,遺忘才更明智,一株植物如果記得太多東西,可能就要以犧牲茁壯成長為代價,時刻警惕乾旱、洪水、鹽和昆蟲等威脅。另一個研究也證明,在高鹽度的環境威脅下,植物會形成遺傳記憶,並將其傳給後代。不過一旦撤去脅迫,這段記憶也會隨之消失。

含羞草實驗 證實植物具學習力和記憶力

植物學家加利亞諾(Monica Gagliano)曾對含羞草做過一項著名實驗,測試如果植物一再地受到刺激,是否會產生反應。這種植物面對陌生的機械刺激時會合上葉子,科學家讓含羞草搭上過山車,從高處墜落,含羞草對此做出了反應 — 閉緊了葉子。然而,加利亞諾在一天之內讓含羞草反覆跌落,以60次為一組,重複7組之後,植物的反應發生了變化,它們在跌落時不再閉緊葉片。這並非因為含羞草已經筋疲力盡,而是含羞草彷彿已經知道,跌落不會造成危害。

植物學家加利亞諾(Monica Gagliano)。

6天後,科學家再次對同一批含羞草再次進行實驗,它們跌落時仍毫無反應。而一個月後進行同樣實驗,也得到相同結果,科學家推斷,含羞草已經展現出了學習能力和記憶能力,甚至記憶留存時間比部分動物還長。科學家明白,植物有人們從未注意到的能力,以前,我們只會將這些能力與動物聯繫在一起。但實際上,植物能用自己的方式看、感受、聽,還能確定自己的地理位置。

小結

植物並非靜止無感,它像一般生物,能感受到外界的刺激。它會痛、能學習,且有記憶能力,即使不像人類和動物具有大腦,植物仍透過自身方式從一次次磨難中學習,幫助自己生存。

(本文經同意轉載自合作媒體 vMaker台灣自造者原文連結

劉書妤

Author: 劉書妤

喜歡用文字說故事、意外踏入Maker領域的文組少女,總對新發明感到嘖嘖稱奇,希望自己也能逐漸熟悉科技詞彙,更認識這個很酷的圈子。

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