俗話說“人有人言,獸有獸語”,那植物呢?植物真得就如我們看到的那般沉靜,老死不相“交流”嗎?其實不然!語言并不是人類的專屬。已有科學(xué)研究證明,看上去“安靜生長”的植物,它們之間也有豐富多彩的“語言”交流,只不過它們的“語言”不僅僅是我們所說的聲音。一項由中、德、英三國學(xué)者共同參與的最新研究發(fā)現(xiàn),相鄰植物可以通過根部釋放的化學(xué)物質(zhì)互相“對話”。這項研究進一步揭示了植物間多種多樣的交流方式。之前就有科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),植物之間可以通過化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的氣味、電信號進行信息交流,還能通過一種能量進行交流。這種能量是微弱的光,它可以被測量出來,人們甚至可以通過“剩余能量放大器”使這種光轉(zhuǎn)變成人可以看得見的光。
科學(xué)家也一直在尋找有效的方式,讓人類能參與到植物對話之中。微軟研發(fā)團隊進行了一項名為“Florence 計劃”的項目,研究人員正是利用了植物會對周圍環(huán)境(如光頻)做出反應(yīng),并釋放出電子和化學(xué)信號這一特性,旨在“創(chuàng)造一場與自然界的全新對話”。
研究人員首先將平板電腦與植物連接,然后輸入想要表達的信息。輸入的文字會傳輸并儲存在微軟云服務(wù)平臺中。隨后,云服務(wù)就使用自然語言處理技術(shù),把輸入文字所包含的情感系統(tǒng)分析并轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號,從而能向植物傳遞不同的感情。比如,溫暖、友好的情緒將轉(zhuǎn)換成紅光,這是因為紅光能促進植物成長開花。這時候,傳感器也將收集到一系列植物思考的依據(jù),包括葉子是否放出了防御信號、土壤是不是變得干燥等,從而了解植物對人類感情的回應(yīng)。最后,根據(jù)與植物底部相連接的一臺小型打印機,我們就能看到植物的“回復(fù)”。
你一定會好奇微軟花費這么多精力做這項研究目的是什么,肯定不是單純?yōu)榱俗屩参锱阄覀兞奶?。其實,“Florence 計劃”是為了能夠在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域催生新的發(fā)明,從而在早期發(fā)現(xiàn)植物病蟲害等現(xiàn)象。這樣一來,我們就可以使用更少的農(nóng)藥。另外這種技術(shù)還讓人們?nèi)W(xué)習研究太空中植物的適應(yīng)性以及不同的行為。正如工作人員所說,“Florence 計劃”只是人類與自然連接互動的第一個實例而已。我們希望今后不僅能閱讀植物的傳感器信號,還能發(fā)送信號并刺激植物內(nèi)部交流。這樣我們就能幫助它們以更自然的方式適應(yīng)這個世界。如果以后我們能和植物自由對話,我們可能再也不會孤獨。
在一片柳樹林中,一旦某一棵樹遭受蟲害,其新葉中的石炭堿的分泌量就會大量增加,從而保護自己減少蟲害,這是我們能夠理解的—種適者生存的自然現(xiàn)象。奇怪的是,在這棵遭受蟲害的柳樹周圍約70 米范圍的其他柳樹葉片中的石炭堿含量,均有不同程度的增加,而且越靠近被害之樹,葉片中的石炭堿濃度越高。它們是通過何種方法來傳播“預(yù)警信息”的呢?經(jīng)過多方面的研究,科研人員發(fā)現(xiàn),受害的樹所釋放的乙烯,要比正常情況下多得多,由此認為傳遞“語言”的物質(zhì)很可能是乙烯。乙烯通過風的媒介作用,給鄰近的柳樹發(fā)出危險及預(yù)防信號,使其各自采取防衛(wèi)措施。一旦槐樹的樹葉被羚羊或長頸鹿吃掉,這時,槐樹會產(chǎn)生有毒的苦味物質(zhì)。不僅被吃掉的槐樹的樹葉會產(chǎn)生這種物質(zhì),周圍所有的槐樹接到預(yù)報也都爭先恐后釋放出毒素。南非比勒陀利亞大學(xué)的動物學(xué)家也發(fā)現(xiàn)這一類似現(xiàn)象:當金合歡樹遭到動物取食時,葉片中的單寧酸含量就會直線上升,其毒性足以使取食者喪命。同時,它還通過空氣釋放一種氣體,使周圍45米以內(nèi)的金合歡樹都能接到信號,在5分鐘~10分鐘內(nèi)產(chǎn)生大量單寧酸,迎戰(zhàn)來犯之敵。
許多科學(xué)家認為,植物各器官可以通過自身發(fā)出的電信號傳遞信息,進行“電話交流”。實際上,早在1873年,就有科學(xué)家用實驗方法檢測到捕蠅草體內(nèi)的電流產(chǎn)生,證實了“植物電”的存在。隨后,不少科學(xué)家采用一系列物理和化學(xué)刺激,在食蟲植物、感震植物、攀緣植物和非敏感植物中發(fā)現(xiàn)了電信號。英國科學(xué)家研制出一種植物探測儀,把這種儀器的一根引線與植物的葉子連接,通過電子翻譯器,便可在耳機內(nèi)清晰地聽到植物在“說話”。比如,在光照良好或雨露滋潤時,植物發(fā)出的“聲音”清脆悅耳;在刮大風或干旱的天氣里,植物則會發(fā)出低沉的“叫聲”。植物學(xué)家發(fā)現(xiàn),在干旱季節(jié),某些缺乏水分的樹木,仿佛在低聲呼喊:“水!水!水!”可惜聽到這種呼喊的并不是樹木的朋友,而是樹木的敵人,也就是那些??恳錇樯男◇枷x。聽到樹木如泣如訴的喊叫以后,小蠹蟲立即就判斷出哪些樹木最懼怕干旱,哪些樹木最缺乏抗旱能力,于是它們便向那些樹木發(fā)起進攻。不過,昆蟲學(xué)家們認為,也可以利用這—特點來同專門危害樹木的害蟲作斗爭。因為只需復(fù)制出一種頻率與樹木“說話”相同的超聲波就行了,小蠹蟲肯定會上圈套的。
波恩大學(xué)的科學(xué)家弗蘭克·朱利曼則不僅證實了植物語言的存在,還研制出了能夠探聽植物語言的激光驅(qū)動麥克風。當植物的葉子或根莖被切開時,植物就會發(fā)出痛苦的聲音信號:在整個切面釋放出乙烯氣體。弗蘭克·朱利曼一直在用鐘形玻璃容器收集這種氣體。用這種氣體的分子轟擊標準激光束,產(chǎn)生振動,形成麥克風能夠探聽到的聲波。植物受到的壓力越大,麥克風收到的聲音信號就越強?,F(xiàn)在,日本科學(xué)家成功地將植物電流轉(zhuǎn)換成了和諧的音樂。他們采用改進的人體電腦檢測儀器,將測到的植物體內(nèi)的電位差輸入電腦,再利用處理雜音的音程轉(zhuǎn)換軟件,把植物的微弱電流先變成聲波,后改編成音樂。
近年來,科學(xué)家又發(fā)現(xiàn),植物通過“電話交流”,可有選擇地將外界信息輸入體內(nèi),促進自身的生長發(fā)育。德國科學(xué)家進一步證實,有的植物可以通過高頻聲音“說話”,只是由于頻率太高,人耳聽不見罷了;另一些植物則通過極微弱的光來傳遞信息。這種微弱光,人眼難以覺察,但儀器卻可以測出。德國生物學(xué)家赫伯特·威茨教授宣稱,已經(jīng)破譯了包括洋槐、梧桐等10余種樹木的“語言”。他指出,不同樹種的語言風格也不盡相同,如橡樹、山毛櫸、杉樹較為風趣,而馬尾松較為樸實。這也解釋了為何—株合歡樹在被野羊啃食后,周圍同類樹的葉子中會很快產(chǎn)生苦味,以及為何當一株橡樹被砍伐后,其余橡樹即會產(chǎn)生更多的種子等現(xiàn)象。如此看來,我們原先認定的“平靜”的森林,實際上并不平靜。
相鄰植物可以通過根部釋放的化學(xué)物質(zhì)互相“對話”。這種由化學(xué)物質(zhì)主導(dǎo)的“交流”,可以改變植物生長的微環(huán)境,調(diào)節(jié)養(yǎng)分供給,甚至影響產(chǎn)量。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的中科院南京土壤研究所研究員孫波介紹,植物根系從土壤中汲取生長所需的養(yǎng)分,同時釋放化學(xué)物質(zhì)。這些化學(xué)物質(zhì)改變了原來土壤里的水、氣、生物等微環(huán)境,這些改變很可能對周圍其他植物也造成影響。此次,科研團隊選取了中國南方耕地經(jīng)常相鄰種植的花生和木薯,來具體研究植物間的化學(xué)信號怎樣相互影響。
研究人員發(fā)現(xiàn),木薯根部會向土壤中釋放出一系列液態(tài)和氣態(tài)的氰化物,鄰近的花生感知到這些物質(zhì),會相應(yīng)釋放出氣態(tài)分子乙烯。在乙烯影響下,花生植株會主動縮減地上部分的繁茂程度,優(yōu)先保證果實的養(yǎng)分供給。同時,乙烯還能作為“召集信號”,聚集土壤中的有益微生物到花生根部,提高氮、磷等有效養(yǎng)分的吸收率,以進一步提高花生果實的飽滿程度和產(chǎn)量。
“這項研究告訴我們,植物根部釋放的化學(xué)物質(zhì),或許是不同植物間‘交流對話’的關(guān)鍵。搞清這些‘化學(xué)對話’如何進行,就有機會解開更多植物的‘生長密碼’,也幫助人類更加科學(xué)有效地種植農(nóng)作物。”孫波說。
毫無疑問,破譯植物的語言,不僅對于植物生理生態(tài)的研究具有重大的理論價值,在實踐生產(chǎn)中也將具有誘人的應(yīng)用前景。科研人員相信,破譯植物的語言必將對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重要作用。例如運用波恩大學(xué)的研究成果,給農(nóng)民配備合適的竊聽裝置,農(nóng)民就能區(qū)分健康與患病的蔬菜或其他農(nóng)作物。通過探測植物的聲音可以形成預(yù)警機制,隨時探查植物病蟲害的情況。另外了解水果和蔬菜的語言還有助于儲藏和運輸。