活在我们身边的“ 丛林雇佣兵 外星人”

头条新闻 2020-05-22172未知admin

  春天,我们置身于一棵树跟前,或者一朵花面前,感受到一种莫名的愉悦感。你会如何理解这种感觉?用审美来解释显得理所当然,只是其中多多少少地带着人类的傲慢。生物学界有一种亲生命认为,人类天然有种自然的本能,那是最古老的边缘系统在起作用。

  我们最好还是铭记这种神秘感,那也许是来自十亿到四亿年前的遥远共振。那时,为获取维持生命所需的营养,动物选择了,而植物则在演化上做出一个截然不同的决定。

  如今,它们成了占地球生物总量的百分之九十九的生物。从动物的视角看,植物的处境没有最坏,只有更坏,因为它们连动都不能动。然而在“去中心化”成为时代热词的时候,我们惊觉植物世界早已将这种规则运转了亿万年——它们显然选择了一种现代化的演化方式。

  当人们发现并开始思考这个问题,才会真正意识到,植物是一种具备复杂智能的性的生命形式,就如同我们身边的“外星人”,其智能的表现方式可能与动物和人类完全不同。在读库2017年出版的一本小《它们没大脑,但它们有智能》里,意大利的植物神家斯特凡诺·曼库索说了这样一段话:

  对植物智能的研究会让人类有根本性进步,让我们用不同的眼光看待自己的思维。假设有一天,我们与某种来自外星文明的生命取得联系,会发生什么?如果无法交流,我们是否起码可以识别它们?很可能不会。看上去人类不能识别和自己不同的智能,所以,与其说我们在寻找外星文明,还不如说在寻找自己失落在外太空的同伴。如果外星智能真的存在,相信演化的形式也和我们非常不同。它们由不一样的化学成分构成,适应不同的,这都是我们所不了解的。

  如果我们对与自己共享了大部分演化史的植物的智能都不屑一顾——即使它们跟我们有同样的细胞结构、同样的和需求,我们怎么能指望自己会认可外星文明?比如,为什么在另一个星球上、在完全不同的里、在完全不同的条件下演化出的智能生物,会和我们一样使用声波来沟通?

  当我们真的开始试图了解一棵植物,会发现这远不止知识的拓展,而是一种视角的根本转换。鉴于大部分人对植物的认识都很落后与刻板,阅读《它们没大脑,但它们有智能》的过程更像是看一本科幻读物。植物具有复杂且灵敏的能力,它们没有眼睛、鼻子、耳朵、舌头、皮肤,但同样有视觉、嗅觉、听觉、味觉、触觉,还有有感受重力、测量湿度、确知矿物质的含量等等十五种感觉。

  这听来非常不可思议,但实际上是人们以来对感官的理解过于狭隘。植物并不具备类似大脑的核心器官,但它们一样能够周围,甚至要比动物还灵敏。因为它们把动物集中在特定器官的功能分布到了,丛林雇佣兵用看,用听,用计算,用呼吸……

  植物朝着光源的方向生长,这样的向光性即说明它们有视觉;植物根系向深处生长,去探寻土壤中含有的矿物,说明它们有嗅觉;捕蝇草如果捕到小虫就会锁住叶片,但如果物体不可食用或不对味,就会重新张开叶片,说明它们有味觉选择能力;牵牛花、紫藤的触须和茎有去寻找和攀住支持物的能力,含羞草遇触摸会闭合,都说明它们有触觉;有实验暗示,植物似乎可以通过水流的振动波长来搜寻水源,这是植物听觉的一种展现……

  甚至,植物还是有“记忆”的。在曼库索的新书《失敬,植物先生》中,作者对含羞草进行了多次实验,通过不同形式的证明含羞草可以识别没有的动作,不再对其缩回叶片,并且可以将这种认知维持四十天以上。实际上,植物总是按照固定时间开花这一行为,本身就是记忆能力的一种表现,背后是表观遗传在发挥作用。这些能力各自有非常复杂的机制,而每个方向都有其巨大的潜力,可以帮助人类重新理解生命体和我们自身。

  由此,植物的形象得以更新,它们才不是安定安宁、岁月静好的样子,除了不能动,它们简直是无时无刻不在使用浑身解数来努力下去。植物会积极抢夺土壤和空气中的有限资源;能精确地评估自身情况,精细地成本及效益;还能对周围的做出判断,合理应对。它们没有所谓的,却往往能抉择出最平衡的方案。

  不过,连“静止”这一关于植物的固定印象,也早已经被打破。除了跳舞草、捕蝇草等植物能进行的叶片动作,有些植物甚至可以不耗费任何能量就实现运动,仿佛个个是物理学霸。《失敬,植物先生》中提到一种牻牛儿苗属植物,它们的种子会全部挤在一起,等一阵风或一只昆虫轻微的触碰,种子就会瞬间迸裂四散,发射到几米开外。然后,它们会用身上的毛刺钩住动物的皮毛去往远方。

  芹叶牻牛儿苗的芒有双重功能——提供种子爆裂的动力,以及种子自身运动的动力。

  等到种子一着陆,表面的毛刺会帮助种子,一旦在土地上找到小缝隙,这些毛刺就会帮种子将尖端朝下,到准确的。这时,昼夜湿度变化让种子的芒发生卷曲和伸展运动,产生驱动力,又由于尖端的形状能使运动方向保持恒定,可以让种子不断朝着土壤更深处。几轮昼夜交替后,种子抵达地表以下几厘米的理想,随后发芽、生长。多么优雅、省劲又高效的一整套运动方式!

  以上只是一些最基本的技能。实际上,植物要界上生活下去,其实也和人一样,需要面对各种各样的组织关系和竞争关系,它们不动声色地行了一个“”,且内部绝不单纯,从人类的视角来看绝对可以说是深思熟虑、、险象环生。

  一株植物本身,就是一个“绿色共同体”,在这一点上,它们似乎比人类更懂得和集体智慧。曼库索发现,植物根系可以作为一个组织来研究,比如把它看成鸟群或者蚂蚁群落。对蚂蚁的许多研究已经证明,蚁群能够像大型集成传感器一样,不断处理从收集来的数据,因此能够轻松逾越障碍。植物根尖与其类似,也会集体行动,将波动带来的干扰降到最低。

  植物根系是典型的分散式系统,由数以百万计信息互通的元件(即根尖)构成。

  在一些科学家眼中,植物可以被描述为发生分节现象的生物体,其身体由很多整齐划一的模块组成。一棵植物并不是像动物或人一样的个体,它更像是一群个体的。借助这种构造方式,植物能够利用集群内部的资源交换,对问题做出反应,并采用非常复杂的解决方案。正如曼库索在《失敬,植物先生》中所说:“植物将稳定性和灵活性完美结合,其模块化结构是现代化的典范:模块之间相互协作、功能分散、无指挥中枢。这种结构就算不断遭受性打击,仍能够保持运转,且迅速适应巨变。”

  与此同时,一株植物从来都不是它表面上看起来那样孤立、寂寞,而是拥有非常复杂和多样的社交网络。它一方面需要全部力量来对抗敌人,另一方面也要利用各种生物来为自己传粉和运输种子。为达到这一目的,植物们八仙过海,创造出一个精彩纷呈而又极具性的隐秘世界。

  在可以活动的动物天敌面前,植物看上去似乎总是处于弱势地位。这种观点其实有失公允,更准确地说,它们是处于防御状态,但手段却不是人们想象得那般无力。

  植物是懂得社交的。一旦发生,它们会味道通知周围的植物;它们会交朋友,能与细菌合作来获得更多的养料;它们认识自己的亲戚,相比较与同类在一起,对比实验表明,在与异类植物共生时,它们会长出更多的根来争夺地盘。

  不同的植物,又会根据自身的处境演化出一些不同的防御手段,其中既有被动的改变,又有主动的适应。

  在智利和阿根廷的温带丛林中,生长着一种勃奎拉藤,它常常生长在两三种不同植物之间,并且总是能够模仿离自己最近的植物,与其融为一体。也就说,它能够根据植物的远近,多次改变叶子的形状、大小和颜色。这种多重拟态能力可以适应不同的状况:如果它模仿的叶片属于一株对植食昆虫有毒的植物,那么这些昆虫就会避开它,作为拟者的勃奎拉藤便可以昆虫,免遭其啃噬;即使没有这种效果,也能够降低它被昆虫的概率。

  除了拟态,植物还能够通过自身的变化来发布某种特殊的。最典型的一个例子就是树木的叶子在秋天发生的颜色变化,这在大部分人眼中是再正常不过的自然现象。但是有人发现,一些植物会生产让叶子变色的关键性物质,丛林雇佣兵几周或者几天后,这些物质又会消失。植物为什么要耗费能量这么做呢?斯特凡诺在《失敬,植物先生》中提到了一种解释:植物这样做是在发出,表明自己有能力赶走蚜虫,使其不敢靠近。而在冬天转春天的时节,也会有一些植物会先变成红色,然后再转成绿色。有植物学家认为这是植物的装死策略,让自己在敌人眼中显得不那么美味。

  除了防御,植物有时也会主动出击,甚至显露出某种“”的本质。在非洲和拉丁美洲,有一种金合欢属植物会分泌花外蜜,其中富含能量和糖分,能够吸引蚂蚁来此居住。而蜜露中不只含有糖分,还有数百种化学成分,包括很多种生物碱和非蛋白质氨基酸,能够控制蚂蚁的神经系统,调节神经应激性,进而操控它们的行为。由此,合欢属植物使蚂蚁成了自己的专属兵,随时向来犯的动物发起。

  在大自然中,除了要与抗衡,合作自然也是少不了的。花蜜和果实是植物送给动物的合作礼物,但植物的合作方式远远不止这些,它们时常表现得更为“鸡贼”。有些植物会用来吸引传粉者,而不给予其任何回报。

  蜂兰的传粉就是一个典型的例子。它的花朵能够很好地模拟某种非群居性的雌性膜翅目昆虫的形态,还能模拟其膜翅花纹、表皮、容貌和气味。无力分辨的雄蜂飞向花儿,有的甚至会在花上完成交配动作。然后它们带着满身花粉离开,前往下一朵花……

  千万不要觉得只有昆虫才会,高段位的植物甚至会以人类为对象,黑麦就是最典型的例子。黑麦最初只是惹人烦的杂草,因为长得很像小麦和大麦实在太像,成为了令农夫头疼的寄生植物。随着小麦和大麦的种植范围扩大,黑麦也在扩大着自己的地盘,并以其韧性产出了比宿主更多且更优质的粮食,在短时间内取代了它们的地位,变成了真正的农作物。在这一点上,植物和人类谁更主动,似乎是难以分清的。

  以上的例子只是植物行为方式的沧海一粟,看起来仿佛植物是具有心机的,但实际上,效率和平衡是它们唯一“考虑”的因素,它们会综合运用各种方式来降低风险,赢取收益。于生命而言,没有绝对的输赢,一切都在此消彼长中变得更有生机。意大利植物学家雷纳·布吕尼曾模仿植物的口吻说:“你们要忘掉终极答案,那几乎不会有效。你们要向我们植物学习,同时发展和运用多种策略,并在其中找到平衡。永远不要因为意识形态的障碍或个人喜恶就有用的东西……问题永远无法一劳永逸地解决,丛林雇佣兵要不断适应新的挑战。”

  植物对人类的作用自不用多言,但在今天这个时代,也许我们更应该学习的是植物不断变化的智慧,不会停滞,也没有终结。正因如此,植物世界才发展出如此丰富的多样性。真正理解了植物智慧,也许自然才会带给我们全新的灵感,因为那时我们已经更新了自己的思维和认知世界的方式。

  实际上,已经有许多人在这个方面做出许多尝试,曼库索便是其中的一员。在《失敬,植物先生》中,他讲述了几个典型的植物仿生学工程,其中也包括他自己主持和参与的项目。

  一直以来,植物模块化的身体结构都是建筑师的灵感来源。1851年建造的水晶宫便是典型的例子。这座建筑是第一届世界博览会的场馆,被认为是十九世纪的英国建筑奇观之一,可惜在1936年毁于一场大火。当时的建造工期只有四个月,可以说是千钧一发。而建筑师约瑟夫·帕克斯顿同时也是一位园艺师,水晶宫的创意就来自查兹沃斯庄园中的亚马逊王莲。

  他参考植物的模块结构,用预制构件的方式,建造了一栋铸铁和玻璃结构的庞大建筑,并模仿亚马逊王莲的莲叶叶脉结构,设计了筒型拱顶。随着博览会的举办,水晶宫成为大英帝国科技创新能力的名片。在这个彰显人类力量的时刻,最核心的灵感来源居然是植物。

  植物可以引发的灵感可以贯彻在方方面面:植物能够操控动物(包括人类在内)的行为,为神经生物学打开新的研究切口;其不断生长的根须能形成精密的根系网络,从而探知周围的情况,这些都能应用到机器人的设计制造中;要想不断对太空进行探索,就必须在太空中种植蔬菜;植物还可以我们将部分农业生产能力转移到海洋,解决土地盐渍化的问题;植物独特的组织模式,更为人类的组织结构提供了良好的示范。

  曼库索团队在植物下研发的水母驳船,这座漂浮的海上温室能够实现无淡水蔬菜栽培。

  这是一款根据植物机能设计的机器人(构想图),能够用于勘探土壤,比如寻找资源、探测污染物等。

  美国国家局(NASA)打造的无重力植物栽培微型温室,“蔬菜生产系统”(Veggie)。

  在可以预见的未来,对植物的深入探索将改变我们的世界。但在人类不断将植物灵感为实用工具的时候,我们也应该时刻记得,植物智慧的根源在于其无中心的网络结构,以及其丰富的多样性和不断的变化。在此基础上的科技和革新,才算是真正的具有现代性。

  这样,有一天当人类真的遇到外星人,或许我们才能够认出、理解另一种建构方式完全不同的外来生命。

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