你是否以為算算術是人類和少數動物的“專利”?英國一項研究顯示,植物也有算算術的能力,這種能力幫助它們在夜間管理營養儲備。
科學家說,在生物圈中發現這種復雜的數學計算行為“令人驚異”。
歐洲知名植物研究機構約翰·英尼斯中心的科學家們以鼠耳芥為研究對象。與其他植物一樣,鼠耳芥白天通過光合作用把二氧化碳轉化成生長需要的糖和淀粉,到了晚間,鼠耳芥開始精心控制淀粉消耗,以保證其能持續使用到第二天日出。
如果淀粉在夜間消耗殆盡,植物就會停止生長,處于“饑餓”狀態。這種狀態即使日出后數小時也難恢復。但如果使用的淀粉過少,又會導致能量浪費。
科學家通過實驗發現,鼠耳芥不但能非常精確地控制夜間淀粉消耗,還能隨著夜晚長度變化而調整消耗量。
科學家說,他們早就知道植物能控制體內的淀粉水平,但通過這次實驗才第一次弄清楚其中原理——植物實際上是用一種簡單的方法在進行計算。
實驗顯示,夜晚到來時,鼠耳芥會檢測葉片中的淀粉含量,葉片中與人體生物鐘類似的機制則會提醒它有關時間的信息。鼠耳芥體內有兩種分子共同控制淀粉消耗。它們把一種分子稱為“S”,代表淀粉,另一種稱為“T”,代表時間。淀粉的消耗率則由S分子與T分子之比決定,也就是S除以T。不管科學家通過人工手段延長或縮短黑暗的時間,鼠耳芥都能減緩或加速淀粉消耗率,使其一直持續到天明時分。
數學計算的能力對植物生長和繁育至關重要。它們算得十分精確,這樣不但可以避免“饑餓”,還能最大化地利用養分。鼠耳芥使用的這種公式或許也可以用來解釋自然界中的其他現象,比如鳥類遷徙時如何控制自身的能量消耗。
小濱鷸每年要飛行5000公里才能抵達北極圈內的棲息地,它們抵達時,體內的熱量儲備僅夠再維持14個小時;雄性帝企鵝每年有4個月的時間不吃不喝,專心孵蛋,這也需要它們精確控制身體的能量消耗。
但實際上,這項研究并非證明植物擁有智慧,只是表明植物有一種天生的機制,自動控制夜間消耗碳水化合物的速度。植物并非像我們那樣以自由意志、有目的地去計算。
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