你是否以為算算術(shù)是人類和少數(shù)動物的“專利”?英國一項(xiàng)研究顯示,植物也有算算術(shù)的能力,這種能力幫助它們在夜間管理營養(yǎng)儲備。
科學(xué)家說,在生物圈中發(fā)現(xiàn)這種復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算行為“令人驚異”。
歐洲知名植物研究機(jī)構(gòu)約翰·英尼斯中心的科學(xué)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(zhuǎn)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(xù)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(tài)。這種狀態(tài)即使日出后數(shù)小時也難恢復(fù)。但如果使用的淀粉過少,又會導(dǎo)致能量浪費(fèi)。
科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),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(diào)整消耗量。
科學(xué)家說,他們早就知道植物能控制體內(nèi)的淀粉水平,但通過這次實(shí)驗(yàn)才第一次弄清楚其中原理——植物實(shí)際上是用一種簡單的方法在進(jìn)行計算。
實(shí)驗(yàn)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(jī)制則會提醒它有關(guān)時間的信息。鼠耳芥體內(nèi)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(xué)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(xù)到天明時分。
數(shù)學(xué)計算的能力對植物生長和繁育至關(guān)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(yǎng)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(xiàn)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(dá)北極圈內(nèi)的棲息地,它們抵達(dá)時,體內(nèi)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(shí)際上,這項(xiàng)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(jī)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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