問題
許多陸生植物一生無法移動,因而無法離開其最初發芽的場所,是固着生物。因此,他們的生存有賴於時刻感受周圍環境中的微小變化。比較陸生植物的感覺與哺乳類動物的感覺,會發現有些相似之處,亦當然有相異之處。根據當代植物生理學實驗的發現,以下有關陸生植物對環境之感知能力的敍述,不適當的是:
(A) 存在相當於「視覺」的感覺,能夠分辨顏色。
(B) 存在相當於「聽覺」的感覺,能夠感知捕食植物者的聲音。
(C) 存在相當於「味覺」的感覺,能夠分辨有營養物質的地方和沒有營養物質的地方。
(D) 存在相當於「嗅覺」的感覺,能夠感知在旁邊生長的植物所發出的氣味。
(E) 存在相當於「觸覺」的感覺,能夠感知人撫摸該植物。
解答
答案為(B)。
(A) 對陸生植物來說,光是光合作用的重要能量來源。如同動物一般,植物也具有分辨光的顏色(=不同波長的光)和強度的能力。這些光受體(photoreceptors)包括phytochrome、phototropin、cryptochrome等。當中例如cryptochrome,則是對藍光有反應的光受體。
(B) 目前研究仍未有清晰證據顯示植物具有類似聽覺的感知能力。雖然1960年代有研究認為對植物說好話、讓植物說音樂可促進生長、發芽,近年亦常有人說對植物說不好的話會導致植物生長不良,但是這些研究的實驗中,對照組設定較為粗疏,這些觀點並未被科學界廣泛接納。有關植物聽覺的相關研究,推薦閱讀科學人的文章:https://www.scientificamerican.com/article/can-plants-hear/
(C) 植物具有感知營養物質所在處的能力,例如根能偵測附近的無機物和水分。
(D) 許多植物能產生/分泌出有香味的物質(=具揮發性的二次代謝產物secondary metabolites),透過在空氣中揮發,能與其他生物(包括昆蟲等動物及其他同種或異種的植物)交流。例如許多綠色植物在葉子被吃掉的時候,會分泌並釋放揮發性的有機物(green leaf volatiles, GLV),對周圍的植物也能起防禦作用。某些植測偵測到附近植物所散發出的GLV後,亦會啟動自身防禦機制(例如激活某些防禦相關的基因)。
(E) 植物具有能感知壓力(物理性刺激)的受體。例如題目所述,當人觸摸植物時,從細胞層面來說,此所產生的物理性刺激會引起膜電位改變,激活鈣離子訊號通路,從而產生相應的生理反應。除了眾所周知的含羞草(mimosa)和捕蠅草(Venus flytrap)以外,許多其他植物其實也具有此生理功能。如許多愛植物的人所知,常撫摸植物的話,植物可能會長得不高,當中的原因就是因為物理性刺激導致植物分泌出乙烯。再更經常撫摸植物的話,累積了很多次級代謝產物的細胞(例如trichome,毛狀突起)會破裂,而向空氣中散發香味物質。