斯特凡诺·曼库索: 植物智能的起源

以前，在浏览 一本很旧的杂志时， 我发现了这个 有关“诺亚方舟故事”的观察测验。 绘制这幅图片的作者 设置了一些错误， 大概共有12个， 其中有一些很容易发现。 在方舟上，有一个烟囱，一段天线， 一盏灯和一把时钟装置钥匙。 其中的一些是有关动物数量的。 但是，这里有一个 关于诺也方舟故事更根本性、 却没有提出来的问题： 植物在哪里？ 现在，上帝 准备永远地淹没地球， 或者至少要淹没很长一段时间， 而却没有人照管植物。 对每种鸟类、 每种动物、 每种会动的生物，诺亚都要挽救两只， 却直口不提植物。 为什么？ 这个故事的另一部分， 所有活着的生物 都只是 从方舟上下来的， 因此有鸟类、牲畜和野生动物。 没有植物。 这就是问题所在。 这一点从没有 在圣经中提及， 然而，植物 却自始至终伴随着人类的发展。

这个漂亮的密码 来自于文艺复兴时期时的一本书， 是关于 自然等级的描述。 这个描述很贴切，因为它从左侧开始—— 左侧是石头—— 紧随其后的是 仅仅具有生命的植物。 之后，是既有生命又能感知的动物； 在金字塔的顶端， 是人。 这不是普通人， 而是“智人”——读书人。 这令 像我这样的人——我是一名教授——颇感欣慰， 我们位于世界万物的顶端。 但是，这完全错了。 你确实对教授非常了解。 但对植物来说，你仍然错了。 它们不仅具有生命， 它们也能够感知。 在感知方面， 它们比动物更加高级。 举个例子， 任何一个根端 都能够 同时且持续地 感知并检测至少15种不同的化学 和物理参数。 此外，它们也能表现出 令人赞叹且复杂的行为； 如此行为非“智能”不能描述。 不过，这一点—— 对植物的低估—— 一直都伴随着我们。

现在，我们来看个短片。 此人是大卫·阿滕伯勒， 一位真正的植物爱好者。 他制作了一些 有关植物行为的最美的影片。 现在，当他谈论到植物时， 所有一切都没有问题。 当他谈到动物时， 却往往倾向于 认为植物不复存在了。 蓝鲸 是地球上最大的生物。 那是错误的，是完全错误的。 在巨大的加州红杉面前， 蓝鲸立刻变成了侏儒。 加州红杉 才真正是 地球上最大的生物。 （掌声） 一棵活的加州红杉 至少重达2,000吨。 事实上， 在很久很久以前， 植物是低等生物的观点 就已经出现在亚里士多德的 《论灵魂》中了。 《论灵魂》一书对西方文明有着深远的影响。 在书中，亚里士多德认为植物 介于生命与非生命状态之间。 它们不过是非常低级的灵魂， 我们姑且称之为植物灵魂。 因为它们不动， 因此它们也不需要感知。 可事实又如何呢？

不错，众所周知，一些植物是可以运动的。 这是非常快速的运动。 这是捕蝇草，一株正在 捕食蜗牛的捕蝇草。 对不起了，蜗牛老弟。 虽然证据确凿，数个世纪以来，人们 一直拒绝承认这一事实。 没有人敢说植物可以吃动物， 因为这有悖于自然等级（规律）。 但植物还可以 表现出很多种运动。 其中一些是人所共知的，比如开花。 不过，这需要借助一些技术才能看到， 比如快速播放。 而另外一些则非常高级。 请看这棵新生的豆子， 它时刻移动着去追寻阳光。 它如此优雅， 宛若一位翩翩起舞的天使。 它们也玩耍， 它们真的会玩耍。 这些是向日葵幼苗， 它们的行为 除非“玩耍” 不能形容。 像许多年幼的动物一样， 这些向日葵也要不断的训练自己， 直到成年； 那时，它们要日日追随太阳 的方向。 当然，它们也对地球引力做出回应。 所有幼苗 朝着反地球引力方向向上生长， 而根系则朝着引力方向向下延伸。 植物也会睡觉。 这是种含羞草。 夜里， 它们卷起叶片， 减少运动； 天亮后，它们就舒展叶片—— 还有很多很多植物运动的例子。 这非常有趣， 因为这种睡眠机制 被完美地保存了下来， 在植物、昆虫 和动物中，毫无差别。 如果你需要研究睡眠问题， 研究植物 比研究动物要更容易； 甚至从伦理角度来看，也更可行。 这是植物 实验。

植物也能够彼此交流， 它们是非常出色的交流者。 它们和其他植物交流， 并能够辨识出亲子植物与非亲子植物。 它们与 植物交流，也与其他物种交流。 比如，在传粉期间， 通过产生挥发性化合物， 它们与动物进行交流。 传粉对植物来说是个非常严肃的问题， 因为它们要将花粉从一朵花传到另一朵花上， 而它们自己却无法从一朵花移动到另一朵花。 因此，它们需要一个媒介， 而这个媒介 通常是动物。 许多昆虫 是植物 传粉的媒介， 但传粉媒介又不限于昆虫；甚至鸟、爬行动物 以及哺乳动物，如老鼠和兔子， 都可以帮植物传播花粉。 这是一项严肃的“生意”。 有些植物为动物提供 一种甘甜的物质—— 富含高能量—— 作为其传份的报偿。 然而，有些植物则欺骗动物， 比如，有些兰花， 佯装可以（与传粉昆虫）发生性关系并提供花蜜， 而帮其传粉的昆虫 最终得不到任何好处。

现在， 在所有我们看到的这些行为背后，隐藏着一个重大的问题。 没有大脑，如何能够实现这一切？ 直到1880年， 伟大的 查尔斯·达尔文 发表了一部叹为观止、震惊世人的著作， 从此开启了一场革命。 书的名字叫《植物运动的力量》。 在查尔斯·达尔文之前，没有人敢谈论 植物的运动。 本书 是在他儿子弗朗西斯的协助下完成的。 弗朗西斯是世界上第一位植物生理学教授，曾任职于剑桥大学。 在书中，他们用了500页，考虑了 植物的每一个运动。 本书的最后一段， 应该算是文体标记。 因为，通常来说，查尔斯·达尔文都是 在一本书的最后一段写下 最重要的信息。 他写道， “说 根尖相当于 低等动物的大脑 并不夸张”。 这并非比喻。 他曾写过一些非常有趣的信笺给他的朋友 J.D.胡克讨论植物大脑的问题。 那时，胡可是皇家学院的主席， 也就是英国科学的最高权威。

现在，这是 倚斜坡生长的根端。 容易看出，这种运动 与蠕虫、蛇 和所有其他 没有脚、在地上蠕动的动物相比 没有差别。 这种运动并不容易， 因为这 要求根的不同区域都要运动， 并且在没有大脑控制的情况下， 完成这些区域的协同运动。 因此，我们研究了根端， 并发现了一个特殊区域， 即蓝色标记的部分—— 我们姑且称之为过渡区。 这个区域非常之小， 长度不足1毫米。 但它却是 植物中耗氧最高 的区域。 更重要的是， 各种信号都产生于此。 你所见的这些信号是动作电势， 这与 我大脑、我们大脑中的神经元 用来进行信息交换的信号相同。 现在我们知道，一个根端 只有几百个 具有此种特征的细胞， 但我们更知道， 一小株植物，比如一棵黑麦， 有多么庞大数量的根端—— 差不多14,000,000个根。 因此，共有11,500,000个 根端， 其总长度达到甚至超过600公里， 同时具有巨大的表面积。

我们假想 每一个根端 都与所有其他的根端在网络中一起工作。 这里，左侧是英特网， 右侧是根组织。 它们有着相同的工作方式。 它们都是由 小的计算机构成的网络， 并在网络中工作。 为什么它们会如此相似？ 因为它们有着 相同的进化原因： 在捕食中生存下来。 它们的工作方式一致。 因此，你可以去除90%的根组织， 而植物依旧可以存活； 你也可以出去90%的因特网， 它也仍然能够工作。 由此， 对于和网络打交道的人，这里有一个建议： 植物可以 对如何实现网络进化 提供不错的建议。

另外一个可能性 是技术方面的。 我们假想， 有一天，我们可以 受植物的启发而制造出机器人。 到目前为止， 人们制造机器人 的灵感仅仅来自与人 或动物。 我们有动物机器人—— 受动物启发而制造的机器人， 昆虫机器人，等等。 我们也有受人启发 而制造的人形机器人。 但是，为什么没有植物机器人？ 是的，如果你想飞， 你应该观察鸟类， 受鸟类的启发。 但如果你想探察土壤， 或在一个 新的地区定居， 那你最好是跟植物学习， 因为植物深谙此道。 在我们实验室，另外一个可能性 是制造 “杂交体”。 制造杂交体比制造机器人更容易得多。 杂交体是指 一半具有生命，而另一半是机器。 与动物相比，用植物做实验 容易得多。 植物有计算力， 也有电子信号， 因此，植物与机器的连结更加容易， 甚至在伦理上也更可行。 目前，我们 制造 杂交体的三种可能包括： 用藻类， 用叶片 以及用植物最强大的部分—— 根系。

谢谢大家！ 在结束演讲前， 我想再次申明，并没有蜗牛因 此次演讲而受到伤害。 谢谢！

（掌声）