呜莎解读:植物知道生命的答案-11
今天,我们继续来读《植物知道生命的答案》这本书。
如果给嗅觉下一个比较准确的定义,大概可以这么说:这是一种感知空气中化学物质的能力。植物通过对空气中化学物质的感知,来调整自己的生命活动。
人们对于植物嗅觉的最古老的运用,应该就算是水果催熟技术了。我们早就能够熟练的运用这些技术,但是我们可能从来都没有想到过,这是利用植物的嗅觉做到的。
作者在书里说,他的祖母会把一根成熟的香蕉和一个很硬的鳄梨一起放到一个牛皮纸袋里密封起来。然后,鳄梨很快就能变软,这个过程比让鳄梨自己慢慢成熟要快得多。
这样的水果催熟技巧有很多,我们通过代代相传的方法可以把这些技术一直追溯到古代。我们可以才想到,古代人大概是在随意堆放水果的过程中意外发现这个规律的。把那些比较生的水果放在已经成熟的水果旁边,就能让它们快点儿成熟。同样的,如果把那些已经成熟的水果与还没有成熟的水果隔离开来,就能够让水果保存的更久一些。
我们国家有在烧香的供桌上摆放水果的习俗,这些水果自然是敬献给祖先和神灵的。为了能够让供桌上的水果可以摆放更长时间而不会腐烂,人们总是把那些比较生的水果摆上去。但是人们很快发现了一个非常神奇的事情,就是供桌上的那些水果比没有摆上供桌的水果更快的成熟。对于古人来说,这只能解释为我们的祖先和神灵的恩赐了。
在中国,很多老人们都知道,供桌上的水果会更快的成熟。我们也会把在供桌上放了一段时间的水果吃掉,然后再把别的水果放上去。这似乎就是常识。然而,使用烧香的方法来催熟水果的技术在中国并没有普及开来,我猜想原因可能是老人们依然坚信,供桌上的水果成熟的比较快与神灵是有关系的。神灵总是会严重的限制我们的想象力,让我们没能把烧香催熟当成技术推广开来。
其实,供桌上的水果更快成熟,是因为烧香产生的烟雾里有大量的乙烯,而乙烯是促使水果成熟的重要物质。水果们闻到周围空气中乙烯的味道,就会加快自己的成熟速度。
佛罗里达的农民在催熟问题上比咱们中国人幸运。因为他们最初用的是煤油灯,所以也没有被神灵之类的问题把自己的思路带偏。
那是在20世纪初的时候,佛罗里达的农民发现,那些有人居住的的仓库里的柑橘总是比没有人居住的仓库中的柑橘要成熟的快。他们在仔细观察之后就发现,可能是因为住人的仓库里晚上会点煤油灯的缘故,这些煤油灯会产生热量,而热量则是水果成熟的原因。
这个推断听起来挺合理,于是农民就干脆找来一些电加热设备,直接给柑橘周围的空气加热,这可比煤油灯有效果多了。但是大家可以想象一下结果,所有的柑橘都没有任何变化,农民们沮丧极了。
如果不是热量导致的问题,那么水果催熟的秘密莫非是与煤油灯有关系的吗?进一步的实验确实证明了他们的想法。当很多盏煤油灯在存放柑橘的仓库里点燃的时候,柑橘们果然就开始加速成熟了。
1924年,来自洛杉矶美国农业部的一位科学家,名叫弗朗克·邓尼对于煤油灯催熟水果的现象进行了研究,并且在煤油的油烟中发现了乙烯。
我发现这个美国农业部还真是一个很厉害的部门,前面那个不停生长不会开花的烟草就是美国农业部的科学家揭开的秘密。要不人家美国能称为一个快速发展的农业大国呢,人家的产学研一体化确实是搞得好啊。
发现乙烯的催熟作用之后,邓尼博士就开始对乙烯催熟这个现象进行深入研究。他发现不仅仅是柑橘,任何的水果,只要用乙烯气体处理一下,这些水果的成熟速度立即就开始加快,效果非常明显。在研究过程中,邓尼博士使用了青柠檬当作实验对象。他发现柠檬这种水果对乙烯非常的敏感,只要在空气里加入一亿分之一浓度的微量乙烯,柠檬就会产生反应。他也同时研究了除了煤油灯以外的其他人们日常可以用来引火点灯的器具。他发现中国产的线香燃烧的时候也是能够产生乙烯的。
于是,邓尼博士就做出了一个简单的假设,他认为是水果闻到了空气中的乙烯的气味,并且做出了快速成熟的决定。看起来事实就是如此,这个假设也完全经得起实验的考验,但是这个假设并不能很好的解释,为什么把成熟的香蕉和无花果放在一起的时候,无花果也能够快速成熟呢?
1932年,英国剑桥大学的生物学教授理查德·盖因做了一个实验,让邓尼的假说更有解释力。盖因对成熟的苹果周围的空气成分进行了定量分析,他发现距离苹果皮越近的地方,乙烯的浓度就越高,这说明,成熟的苹果正在向空气中释放出乙烯气体。
这是一项开创性的工作。有了这项研究,邓尼的假说就完全能够说得通了。当我们把成熟的香蕉和不成熟的鳄梨放在同一个牛皮纸袋子里的时候,成熟的香蕉放出的乙烯气体催熟了不成熟的鳄梨。事情应该就是这么回事儿。在邓尼的研究中,可能是因为乙烯气体浓度测定的精度问题,邓尼并没有发现水果自己释放出乙烯这一现象。而盖因的实验证实了邓尼的假说,把假说变成了一项科学发现。
后来的研究就变得轻松多了,因为我们已经知道了事情的因果关系,剩下的事儿就是找来更多的水果来重复做这个实验,然后发现更多的证据和细节。
很快,就在1933年,康奈尔大学的波伊斯·汤普逊研究所里的一个研究组就提出了植物激素这个说法。他们提出,果实之间会通过乙烯这种物质来传递信号,它们通过周围的乙烯气体的浓度来进行沟通,从而让整个树上的果实都能够在相近似的时间里一起成熟。成熟的果实越多,释放出来的乙烯气体就越多,也就会让其他尚未成熟的水果加速成熟。
水果们显然并不是为了人类才演化出齐刷刷一起成熟的本领来的。它们之所以会变成这样,是因为一起成熟的水果对于种子传播有明显的优势。
想想看,几乎同一时间成熟的果子,会吸引大量的动物前来觅食。这就像是一场水果展销会一样,称为动物们非常容易识别的一个自然现象。当动物们吃喝完毕之后,就顺便为水果传播了种子。如果这些水果是一个一个成熟的,那么就失去了这种规模效应。很可能一只或者几只猴子会依靠这些果树慢慢的吃上很长时间,而且肯定不会把种子带到更远的地方去。
后来更深入的研究发现,乙烯并不仅仅是果实的催熟剂而已。乙烯会深入到植物生长的很多方面,对植物的生长节律起到重要的调控作用。
比如说,水稻如果整个都被淹没到水里,就会大量的产生乙烯。这些乙烯可以让水稻的茎快速长高。当水稻的顶芽逐渐露出水面的时候,就会向空气中释放出乙烯,随后茎内部积累的乙烯含量就会降低,水稻的生长速度就会放缓。
因为乙烯可以被释放在空气中,所以确实很适合在不同株的植物之间传递信号。这是其他只能在植物体内部起作用的植物激素做不到的。一些苔藓在生长过程中会持续的释放出乙烯气体,当某些苔藓植株遭遇干旱的时候,它们就会减少乙烯的释放。这很好理解,释放乙烯也是要消耗能量的,减少能量释放有助于它们在干旱中保护好自己。这时候,临近的苔藓就能感知到空气中乙烯浓度的降低,它们采取的对策就是主动减缓生长速度,变得更加密实。这同时也就加强了苔藓的保水能力。
整个过程就好像是一个自反馈的精密机器,单株苔藓的缺水会导致释放乙烯量的减少。乙烯浓度降低导致周围的苔藓开始节约用水。而这又会导致这些植株周围的额苔藓也开始节约用水,从而形成了一个节水的正向循环。于是,整个苔藓种群就安全的度过了干旱季节。当水分充足的时候,由于某一株苔藓开始大量释放乙烯,从而带动了整个苔藓种群开始大量释放乙烯,最后则是苔藓形成旺盛的生长势头,种群得意扩大。
每次把这个循环思考一遍,都会让我感慨一次大自然的神奇。不需要语言交流,不需要社会组织和法律,小小的苔藓仅仅靠着乙烯的浓度,就把自己的王国管理的井井有条,这实在是令人惊叹啊。
今天咱们就说这么多,明天我们会继续一起读书,探索植物感官的秘密。