別看那棵樹,它也許正看著你呢!
別看那棵樹,它也許正看著你呢!多項最新研究顯示,植物或許也有視覺,甚至可能擁有類似於眼睛的器官,儘管構造非常簡單。
從某種角度而言,植物有「眼睛」的觀點並不新鮮。1907年,達爾文之子弗朗西斯·達爾文(Francis Darwin)就曾猜測,葉片內含有由晶狀體細胞和感光細胞組成的器官。20世紀早期的實驗似乎也已經證明,這樣的結構——即如今人們所稱的單眼(ocelli),確實存在。不過隨後,「植物有視覺」的觀點就被棄置一旁,直到最近幾年才被再次提及。
在近期出版的《植物科學趨勢》(Trends in Plant Science)雜誌中,德國波恩大學的植物細胞生物學家弗朗蒂塞克·巴盧斯卡(Franti?ek Balu?ka)和義大利佛羅倫薩大學的植物生理學家斯特凡諾·曼庫索(Stefano Mancuso),提出了植物有視覺的新證據。
他們首先援引了2016年的一項新發現:一種能進行光合作用的單細胞生物——藍藻集胞藻(Synechocystis cyanobacteria)就類似於單眼。「這些藍藻會把整個細胞體作為『晶狀體』,將細胞膜上的光聚焦成一幅光源圖,就像動物視網膜上的成像,」倫敦大學微生物學家康拉德·穆利諾(Conrad Mullineaux,參與了這項研究)指出。儘管研究人員還不確定這一機制有什麼作用,但它的存在表明,那些比藍藻更高級的植物或許也進化出了類似的機制。「如果這樣的結構已經存在於低級植物中,那麼高級植物中多半也存在,」巴盧斯卡說。
近期研究還表明,部分植物如擬南芥(一種與捲心菜和芥菜親緣關係比較近的植物),可以合成與眼點(eyespot,綠藻等一些單細胞生物具有的非常簡單的眼)的形成和運作有關的蛋白質。此類蛋白質僅出現於質體小球(plastoglobuli)內,而質體小球最典型的作用就是能使秋葉變紅或變黃。巴盧斯卡說:「這表明,植物內的質體小球或許就起著眼點的作用。」
其他觀察性研究也表明植物其實也有視覺,只是我們對此了解有限。例如,2014年《當代生物學》(Current Biology)雜誌就曾報道,藤本植物三葉勃奎拉藤(Boquila trifoliolata)能通過改變葉片狀態,模仿寄主植物的顏色及形狀。
儘管目前還沒有充分證據證明高等植物中存在眼狀結構,但這方面的證據正在變多。生物工藝學家尼爾斯·許爾格斯(Nils Schuergers,集胞藻論文作者之一)說:「之前,我從沒聽說過植物還有視覺,要不是自己發現藍藻就像是相機的取景器,我一定很難接受這種觀點」。接下來,研究人員需要面臨的挑戰就是,證明20世紀初那些有關植物細胞能像鏡片般運作的實驗是否屬實,同時,還需要弄清這些基本成像最終傳送到了哪裡。
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