19世纪的天仙子(Hyoscyamus niger)插图。
李森科夸大其词之时,铁幕另一边的科学家正为理解春化的原理而努力。其中有些最重要的实验是在格奥尔格·梅尔彻斯(Georg Melchers)和安东·朗(Anton Lang)位于德国图宾根(Tübingen)的实验室中进行的。梅尔彻斯是植物发育领域的权威生物学家,朗是来自俄罗斯的无国籍难民生物学家。他们一起研究春化,只为找到开花背后的生物化学奥秘——名为“成花素”(florigen)的假想植物激素。
他们的研究对象之一是学名莨菪,俗称天仙子的茄科植物。有些植物在发育过程中,一到特定的时间点就会开花,就像青少年一到青春期就开始炫耀刚发现的性征,完全不顾后果;有些植物就像等到暑假才去疯玩的青少年,只有接收到环境发出的信号,最佳时机到了才会开花。天仙子属于后者,需要度过一段寒冷时期,在光照理想的情况下才会绽放。和在一年时间内生长、死亡的一年生植物不同,天仙子是二年生植物,其生命周期会持续两个生长季节。第一年春夏,这种植物会尽力生长,抑制自己开花,第二年春天,天仙子才会绽放,开出乳白色的花,花心的紫红色沿着叶脉遍布花瓣。对二年生植物来说,这种双重要求不无道理,它能防止植物在秋天开花。秋天的光照情况虽然理想,但花朵根本挺不过冬天的严寒。
莨菪,即天仙子。
梅尔彻斯和朗在试图理解春化和白昼长度是如何协同作用,促使天仙子开花时,还研究了植物过冬记忆的期限。在一项实验中,他们把天仙子放入冰箱冷藏,使其春化,再将这些植物置于温暖的环境下,想逆转春化的过程。冷藏一两天后,科学家还能“逆春化”,但冷藏四天之后,春化已经无法逆转。这其实说明,二月虽然有段日子天气温暖,但却无法骗过天仙子,让它们忘掉此前数周的寒冷。在另一项实验中,梅尔彻斯和朗控制光照时间,令其无法达到理想状态,春化的天仙子会继续生长,但却一直没有开花。10个月后,他们为天仙子提供理想的光照条件,告诉它们时机已到,天仙子竟然还能开花。这些植物的过冬记忆持续了近一年之久。
梅尔彻斯和朗并未将春化称为“植物记忆”,但今天,春化已经成为最典型的研究案例。他们的实验表明,植物能保有过去的记忆,记忆力也比人类想象中持久得多。它们就像训练有素的卧底特工,等待着行动的信号。
左为未春化的植物;右为春化的植物。
大多数人在欣赏一株植物时,都很难想象它在等待着什么。植物似乎并没有长远的计划。它们一缺水就萎垂,一下雨就昂扬,感受到光照就向着阳光生长。从人的思维方式出发,植物只是遵从本能而已。然而,仅凭观察他人和狗,我们也意识不到人类和狗拥有记忆,因为记忆是通过行为体现出来的:当你喊出他们的名字时,人会报以微笑,狗会向你跑来。对含羞草和天仙子来说,过去的经历也会改变将来的反应,虽然我们既没有注意到,也不理解其原因。
20世纪80年代,科学家才开始明确探讨“植物记忆”。当时,一个法国研究团队偶然发现,某种植物记得茎的一侧叶片曾经受损,于是集中能量向另一侧生长。此后,科学家发现,某些植物能记住经历过的磨难:干旱、脱水、寒冷、炎热、过强光照、酸性土壤、短波辐射,还有被虫啃食叶子。再次面对同样的生存压力时,植物就会调整自己的反应。它们可能会提高锁水量、变得对光更敏感、增强耐盐性和耐寒性。在某些情况下,正如李森科所想,这些记忆甚至能代代相传,但遗传方式和他想象中大相径庭。现在,我们已经知道植物的能力被 大大低估了。植物能“听到”震动,这可能有助于识别昆虫袭击。它们还能通过空气和根传播化学物质,从而分享信息。在有关植物记忆的研究中,下一步一直是理解植物形成记忆的方式。
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