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七、植物能記住什麼 對創傷的長時記憶

七、植物能記住什麼

對創傷的長時記憶

多斯塔爾的研究後來被上諾曼底魯昂大學的米歇爾·泰利耶偶然發現。泰利耶是法國科學院院士,選擇了鬼針草(Bidens pilosa,在英語中又叫作「西班牙針」)作為實驗植物。泰利耶注意到,在他摘除鬼針草的頂芽之後,兩個側芽都開始了基本均等的生長。但只要他弄傷一片子葉,那就只有靠近健康子葉的側芽會生長。要讓植物產生這樣的反應並不需要損毀子葉,只要在摘除頂芽的同時用一根針刺子葉四下,造成的微小損傷已足以導致側芽的不對稱生長。
20世紀中葉,捷克植物學家魯道夫·多斯塔爾做了一些後來被埋沒許久的工作。他把自己的研究內容叫作植物的「形態建成記憶」。形態建成記憶是一種能夠在後來影響植物的形態的記憶。換句話說,植物會在某一時九九藏書刻感受到一個刺|激,比如葉子被撕裂或是枝條被折斷,但一開始並沒有受到影響,而當環境條件改變時,植物才會記起過去的經驗,通過改變生長來對此做出反應。
接下來的實驗完全證實了鬼針草的芽能夠記住它附近的哪一片子葉遭到了損傷。這一回,泰利耶像以前一樣針刺一片子葉,但幾分鐘之後,他把兩枚子葉都移除了。他發現植物仍保持著對針刺的記憶——一旦中心芽被移除,和原先那枚受傷子葉相對的側芽會長得比位於受傷子葉一側的側芽更快。科學家雖然還是不知道這一信息在中心芽中的儲存方式,但是一個很可能的推測是,這一信號以某種方式與生長素——就是我們在第六章中說過的那種激素——相關。
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鬼針草(Bidens pilosa
在正常條件下,如果頂芽被摘除,兩個側芽會均等地生長。但是多斯塔爾注意到,如果他在摘除頂芽之前先除去一枚子葉,那麼只有位於剩下那枚子葉一側的側芽會生長。這個結果可以看成是一個典型的對刺|激做出反應的過程。但是這裏的有趣之處在於,當多斯塔爾重複這一實驗,並用紅光照射植物時,位於被除去的子葉一側的側芽卻開始生長了,這說明兩個芽都具有生長潛力。https://read.99csw.com
圖中展示了三株亞麻(Linum usitatissimum)幼苗。左圖是一株兩周大的幼苗,它具備兩枚子葉和一個頂芽(兩枚子葉間的小突起)。中圖是一株同齡幼苗,但其頂芽已被摘除,兩個側芽已經生長了大約一周。右圖的幼苗則在摘除頂芽前還先除去了左側的子葉。
這看上去又是一個典型的刺|激-反應現象,它和植物記憶有什麼關係呢?嗯,在這些實驗中,有時候泰利耶會拉長弄傷子葉和摘除主芽之間的時間間隔,最長可達兩周https://read.99csw.com。這時候,你瞧,還是只有遠離被刺子葉的那個側芽在生長,而不是兩個一起生長。泰利耶知道鬼針草必須有什麼方法來儲存它的「創傷」經歷,並在頂芽被移除之後能夠通過什麼機制回憶起這種經歷,哪怕頂芽的移除是發生在數日之後。
多斯塔爾用亞麻幼苗做的實驗展示了他所謂的形態建成記憶是什麼樣的現象。要完全理解多斯塔爾在這一領域的實驗,需要先了解一點植物解剖學知識。亞麻幼苗初露地面時,具有兩片叫作子葉的大葉子。在這兩片子葉之間是頂芽,在植株中心的莖頂端生長。在頂芽生長的時候https://read.99csw.com,在它下面兩側的位置上會出現兩個側芽,每個側芽面向一片子葉。正常條件下,側芽是休眠芽,不會生長。但是如果頂芽受到損傷或被摘除,側芽就開始生長、延伸,每個側芽各形成一枚新的枝條,在這枝條上,原先的側芽就成為頂芽。側芽遭到頂芽壓制的這一現象叫作頂端優勢,修剪植物的目的就是為了消除這種壓制。當你看到一位園丁在修剪房前的綠籬時,如果他的修剪方式正確,那麼他實際上是從每個枝條上除掉了頂芽,促進更多的側芽和新枝條生長。

亞麻(Linum usitatissimum