不动声色的期盼

还有一些植物行为，表面看来只是简单的适应性反应，但如果深入探究，你就会发现它们其实要复杂得多。能预见到环境中可能发生的变化，比如降雨或者日出，就能使植物做好准备，最大限度地利用这些机会，由此获得长久的回报。比如在非洲热带地区，植物会在雨水到来 之前 就长满叶片，以确保它们能利用即将到来的生长季节。 ^[19] 我们已经看见了菜豆和其他藤本植物在生长中寻找光线的行为。还有的植物会在整个白天追踪一个移动光源——太阳。这些拜日教徒都是趋光植物。整个白天，它们的叶片和嫩芽都会动态地追踪太阳在空中的轨迹，而且精度极高。年幼的向日葵会自东向西转动头部跟着太阳，前后偏差不超过15度。这样能使最多的阳光照耀花朵，并由此吸引最多的授粉者。 ^[20] 你或许认为，植物根据光线照射的方向追踪太阳只是一项简单的任务，但我要告诉你一点：有些植物在阴天也能准确地追踪太阳。如果你趁着夜色将一株年幼的向日葵旋转180度，它就会根据太阳和花朵之间的新角度，花几天时间重新调整运动方向。这些植物不仅是在对周围发生的事情做出反应，它们或许还有一个内部模型来描述太阳的下一步行为，并由此指挥自己的动作。

再看看植物的夜间行为，事情就更神秘了。包括年幼的向日葵在内，许多这样的拜日教徒都会在夜间重新摆放它们的叶片或者花朵，使之面向太阳即将升起的方向。它们不单是重复白天的动作，而且速度也快了一倍，甚至前一天晚上没有任何来自太阳的信号时也依然如此。还记得康沃尔锦葵吧？这种小小的植物能预测太阳将在何处升起，并提前将叶片转到那个方向，即使隔断了一切阳光，它也能这样坚持几天。这种行为是适应性的，能使叶片在一天中吸收最多的阳光。但它也是预测性的：叶片不是照射到阳光后才做出转动的反应，而是 提前预备好了 等待日出。

锦葵能做到这一点，部分是通过一种延迟反应机制。锦葵利用在光合作用中积累的淀粉颗粒来“标记”太阳的方位。当植物在阳光下照射，光合作用会使糖分堆积，糖分再转化为淀粉颗粒。早晨，当阳光从一侧照射植株，淀粉颗粒就会在茎的一侧堆积。白天时，当阳光位于上方，它们又会均匀地分布在体内。到夜里，当光合作用停止以后，淀粉就会分解以产生能量。但因为日出时植株的一侧堆积了较多淀粉，到夜晚临近结束时这一侧也仍会剩下较多淀粉颗粒。这会影响茎的两侧对细胞水分的调节，使得茎在日出之前就朝着日出的方向弯曲。 ^[21]

锦葵等植物之所以要朝着日出重新定向，是因为能占得先机永远是一件好事。在一天中最大限度地进行光合作用能给予它们很大的优势，尤其在那些日照不怎么充裕的地方。有点像学生预习好功课准时来到学校，这些植物也可以一边进行代谢反应为光合作用做准备，一边在白天时段吸收尽可能多的阳光。而既然它们能预测太阳会在什么时间、什么方位升起，那势必意味着，植物能在某种程度上、以某种方式在内部为环境建立模型。使花朵能在阴暗条件下追踪太阳的那些机制与昼夜节律有关，那是植物的一个内部模型，模拟的是支配植物 体内 的变化何时发生的 外部 周期性变化。它受到光线和温度等关键线索的控制，使植物的内部时钟能正常运行。能够准确计时是很要紧的：内部时钟使植物与周围的一切同步，不仅对变化做出反应，更能预先为变化做好准备。能够运行内部功能与环境互动，并与外部变化相呼应的植物，日子要比那些被敲除了昼夜节律基因、不再遵循日夜周期的植物滋润得多。 ^[22]

为什么预测环境中的变化以及变化的时间，对于植物如此重要？如果我们答出了这类问题，或许就会更加接受植物的才能，因为它会告诉我们，植物的能力必然超越了被动。对这个问题有不止一个思考角度。我和我的同行阿里埃勒·诺沃普兰斯基（Ariel Novoplansky）各自强调了它的一个方面，阿里埃勒是一位植物生态学家，在以色列内盖夫的本·古里安大学工作。我的角度集中在 环境中 快速变化的复杂性。我主张，在一个快节奏的生物经济体系中，植物承受不起糟糕决定的后果。要让自己的行为具有适应性，它们就必须将未来也纳入考虑，因为世界发展得实在太快——这一点对于会动的生物同样成立。植物要想在几个小时、一天或者几周之后的环境中适应并且生存，它们就必须能够预测。所以，根系在生长时必须预测资源将在哪里出现，嫩芽的转动、生长、出蕾和开花都必须受到这种预测的指导，其中包括了哪里会有阳光，季节如何变化，或者将来是否有充足的矿物质和养料来支持生长。花朵甚至可以根据过去的经验推算在什么时候生产和释放花粉，以此配合授粉者可能到访的时间。 ^[23]

阿里埃勒的角度则强调 植物 生命节奏的缓慢。他指出，植物做什么都慢，一旦出错了就不可能再试一次。它们只有一次机会做出正确选择，因此最好第一次就选对。按照他的思路，会动的动物就没有这个压力。即使一只动物选错了前进的方向或者觅食的场所，它也很快能倒回去再试一次。而一株植物要是将大把能量投入错误的生长方向，等长到那里却找不到养料、水或光，那它的麻烦可就大了。 ^[24] 因此，指导植物生长和行为的信息往往必须是关于未来的信息。植物的生长必须是 预期性 的生长，如果它要给植物带来好处的话。

无论强调环境变化的快还是植物变化的慢，这两条思路的结论是一致的：植物必须能预测将来。如果植物在演化中学会了尽可能迅速地对环境变化做出反应，我们也毫不意外。那么，它们为什么就不能像动物一样利用这些信息来学习和预测呢？ bTqSJdwb7uhqlmqKEtS5dKeMWE+6X17uDMWudrxKN2NVye/jsdQVSVfN+1uneS7f