2026年第二期 植物的“智慧”

这是一个阳光明媚的夏日清晨，广袤的田野上，一排挺拔的白杨树在微风中轻轻摇曳，树枝间昆虫嗡嗡作响，翩翩飞舞，看上去非常宁静而祥和。然而，这种宁静只是一种表象，实际上，白杨树正在遭受饥饿昆虫的侵袭，被昆虫噬咬过的树叶，留下斑斑痕迹。

树木既无法隐藏，也无法逃脱昆虫的侵袭，但它们并非束手无策。它们拥有反击的能力，甚至能够互助。

一旦昆虫开始啃食树叶，树木便会立即启动防御机制。更为神奇的是，它们还会迅速地向邻近的树木发出警报：“我们遭受了攻击！请做好防御准备！”

这种信息传递的方式让科学家感到惊讶，因为它们甚至会向其他昆虫发出求助信号。这一切，无不展现出植物世界的奇妙与复杂。

这一切都是在人类的肉眼不可见的世界中悄然发生的。科学家正在一步步揭开真相：

植物能够完成许多与思维相关的复杂任务，它们能够相互交流、学习，并形成记忆，甚至能够辨认自己的亲缘植物，所有这些都是在没有神经系统的情况下做到的。

这不禁让人思考，这些能力是否意味着植物也拥有智慧？要回答这个问题似乎并不容易，正如美国威斯康星大学麦迪逊分校的植物学家西蒙·吉尔罗伊所言：“想象一棵蔬菜如何思考，这非常困难。”

尽管如此，研究人员仍在不懈地探索着植物世界的奥秘。

研究人员发现，尽管植物看似静止而沉默，但实际上它们非常忙碌，其行为反应令人惊叹不已。

早在20世纪80年代，植物学家就发现了植物之间相互交流的迹象。在一项早期实验中，受伤的树木似乎能够向邻近的树木发出危险警告。当时，就职于美国新罕布什尔州汉诺威达特茅斯学院的科学家杰克·舒尔茨和伊恩·鲍德温将盆栽树苗密封在透明的塑料容器中，以确保树木之间无法通过物理方式直接接触。

当研究人员摘下其中一棵树的树叶时，这棵树会产生一种化学物质来抵御攻击。大约36小时后，另一棵未受损的树木也合成了同样的化学物质。基于这一发现，研究人员得出结论：

受伤的树木通过空气向其他树木发出了警示信号。有人将这种现象生动地描述为植物之间的“交谈”。

1983年，研究人员对外公开了这一发现，翻开了揭秘植物信息传递机制的新篇章。自那时起，科学家就已经证明，植物之间的沟通方式可能相当复杂。例如，美国加州大学戴维斯分校的里克·卡尔班发现，植物对来自近亲植物的信息会更积极地作出反应，而对非亲属植物传来的信息则不敏感。他专注于研究植物与昆虫之间的相互作用，发现植物能够区分不同的捕食者，根据遭受的攻击类型发出不同的信号。

如今，来自芬兰的一个研究团队报告称，植物所传递的信息甚至可以反映危险的距离远近。这一发现在2024年9月12日的《科学》杂志上发表，引起了学界的广泛关注。

值得注意的是，并非所有植物发出的信息都是针对其他植物的，有些信息是为了召唤那些以植物为食的生物的天敌。舒尔茨解释道，当西红柿被番茄角虫咬伤时，它会释放一种化学物质来吸引角虫的天敌。

植物具备运用多种“语言”进行交流的能力，目前学术界的相关研究大多集中在化学信号上。然而，声音交流同样是植物沟通的一个重要途径。

2023年，以色列特拉维夫的一个科研团队成功记录了植物在遭受压力时发出的咔嗒声和爆裂声。这些声音因植物种类的差异，以及所遭受压力类型的不同而各具特色。例如，处于干枯状态或遭受切割的植物都会产生不同的声音反应。不过，由于这些声音频率过高，人耳通常无法直接听到。

然而，研究人员推测，其他动物——如蝙蝠、小鼠和昆虫——或许都能够接收到这些声音信号，甚至其他植物也有可能对这些声音有所反应。

美国休斯顿大学的植物生态学家海蒂·阿佩尔指出，已有诸多证据表明植物会对声音作出反应。例如，该研究团队发现，植物能够“听见”昆虫啃食叶子的声音，并随之启动相应的防御机制。

此外，多项研究还揭示了植物令人惊讶的学习和记忆能力。2014年，一项用含羞草进行的著名研究结果表明，以“敏感”著称的含羞草在受到干扰时，知道在何种情况下卷曲叶子。

值得注意的是，即便没有神经细胞，植物也完成了这些复杂的任务。对此，吉尔罗伊认为，植物能够作出此类反应并不奇怪，因为所有生物都面临类似的生存挑战——它们需要获取食物和水分，并建立有效的防御机制。然而，植物解决问题的策略与动物截然不同。例如，人类可以主动追逐猎物或寻找果实，而植物则依赖阳光、空气中的二氧化碳和土壤中的营养物质维持生命。

植物无法像动物那样主动获取营养、驱赶天敌或躲避危险，但它们演化出了一系列独特的应对策略，如将叶片转向阳光、产生苦味化合物以抵御昆虫，以及向水源和营养物质丰富的地方延伸根系等。

那么，没有神经系统的植物是如何记忆和传递信息的呢？研究含羞草的科学家提出了一个假设：尽管植物没有真正的神经系统，但它们拥有许多与动物相同的神经递质（如谷氨酸）。当叶子受伤时，会利用谷氨酸传递信息，告知其他未受损的叶子加强防御。

瑞士洛桑大学的植物生物学家爱德华·法默的研究团队早在2013年就发现了这一现象。自此以后，多个研究团队进一步揭示了该类信息传递机制的工作原理，它与动物体内神经信号的工作原理非常相似，甚至可能更为高效。

吉尔罗伊认为，植物拥有一个由木质部和韧皮部组成的“管道系统”，负责在植物体内输送水分和营养物质。他指出，植物可以利用这种酷似神经系统的管道系统来传递信息。神经递质可以通过这些管道在体内游走，而无须神经细胞。

由于植物在面临威胁时无法逃跑，因此它们必须准确地感知环境变化并作出相应反应。这意味着它们的信息处理过程往往非常复杂。目前的研究表明，植物能够完成的任务远超我们以往的认知。然而，这是否足以证明植物拥有“智慧”呢？在这一问题上，科学界尚未达成共识。争论的焦点往往源于对“思考”和“智慧”等概念的不同定义。尽管如此，这个话题在植物学界仍然引起了广泛的讨论。

美国华盛顿大学的植物生物学家伊丽莎白·范·沃尔肯伯格是植物信号和行为协会的创始成员之一。她认为，尽管有些科学家强烈反对“植物神经生物学”这一概念，但她个人仍然倾向于使用该术语。因为虽然植物体内缺乏真正的神经系统，但它们确实具备一套复杂的感官系统。至于植物是否拥有与人类智力相似的“智慧”，科学家普遍认为这仍是一个待解之谜，需要通过更深入的科学研究来探寻答案。

文 | 张唯诚

来源 | 《科学24小时》2026年第2期

未经允许，禁止纸刊转载刊内文章
如需转载请联系《科学24小时》编辑部

sciencein24hours@163.com