植物拥有算术能力
2014-2-27

你是否以为算算术是人类和少数动物的“专利”?英国一项研究显示,植物也有算算术的能力,这种能力帮助它们在夜间管理营养储备。

      科学家说,在生物圈中发现这种复杂的数学计算行为“令人惊异”。

      欧洲知名植物研究机构约翰·英尼斯中心的科学家们以鼠耳芥为研究对象。与其他植物一样,鼠耳芥白天通过光合作用把二氧化碳转化成生长需要的糖和淀粉,到了晚间,鼠耳芥开始精心控制淀粉消耗,以保证其能持续使用到第二天日出。

      如果淀粉在夜间消耗殆尽,植物就会停止生长,处于“饥饿”状态。这种状态即使日出后数小时也难恢复。但如果使用的淀粉过少,又会导致能量浪费。

      科学家通过实验发现,鼠耳芥不但能非常精确地控制夜间淀粉消耗,还能随着夜晚长度变化而调整消耗量。

      科学家说,他们早就知道植物能控制体内的淀粉水平,但通过这次实验才第一次弄清楚其中原理——植物实际上是用一种简单的方法在进行计算。

      实验显示,夜晚到来时,鼠耳芥会检测叶片中的淀粉含量,叶片中与人体生物钟类似的机制则会提醒它有关时间的信息。鼠耳芥体内有两种分子共同控制淀粉消耗。它们把一种分子称为“S”,代表淀粉,另一种称为“T”,代表时间。淀粉的消耗率则由S分子与T分子之比决定,也就是S除以T。不管科学家通过人工手段延长或缩短黑暗的时间,鼠耳芥都能减缓或加速淀粉消耗率,使其一直持续到天明时分。

      数学计算的能力对植物生长和繁育至关重要。它们算得十分精确,这样不但可以避免“饥饿”,还能最大化地利用养分。鼠耳芥使用的这种公式或许也可以用来解释自然界中的其他现象,比如鸟类迁徙时如何控制自身的能量消耗。

      小滨鹬每年要飞行5000公里才能抵达北极圈内的栖息地,它们抵达时,体内的热量储备仅够再维持14个小时;雄性帝企鹅每年有4个月的时间不吃不喝,专心孵蛋,这也需要它们精确控制身体的能量消耗。

      但实际上,这项研究并非证明植物拥有智慧,只是表明植物有一种天生的机制,自动控制夜间消耗碳水化合物的速度。植物并非像我们那样以自由意志、有目的地去计算。

 
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