植物没有眼睛、没有大脑,也会被视错觉骗到
当两束更亮的光彼此抵消时,向日葵会朝着一束微光弯曲,因为它累加的是方向,而不是亮度。
要上一场视错觉的当,并不需要有眼睛和大脑。植物学家发现,只要从相对两侧打来两束更亮的光,让它们彼此抵消,向日葵就会朝着一束微光弯曲。
一束弱光胜过两束强光
这支来自特拉维夫大学的团队之所以选择向日葵,是因为它们是植物界最有名的追光者。在一项实验中,研究人员用亮度完全相同的光源从相对的两个方向照射一株植物,随后又在其垂直方向上加入第三个更弱的光源。向日葵朝着那束更弱的光弯曲。两束更亮的光似乎彼此抵消了。
同一系列研究中更早的几步则更容易预测。单一光源被调得越来越亮时,会把植物拉向自己,尽管亮度每增加一次,带来的额外弯曲都比上一次更少。当两束亮度不同的光相对照射时,植物会朝更亮的那束弯曲,但弯曲的角度并没有随着亮度差的增大而同步增大。
植物累加的是方向,不是亮度
研究人员用植物内部处理光信号的方式来解释这一结果。把一束光的亮度翻倍,并不会让植物接收到的信号也翻倍。当植物判断该往哪边倾斜时,它累加的是这些信号的方向,而不是产生信号的光的强度。位于两侧、亮度相同的两束光发出的信号指向相反,二者相互抵消。此时从第三个方向射来的更弱的光,成了唯一仍然有指向的信号,于是植物便朝那个方向倾斜。这就是看似视错觉的现象的由来。该研究发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。
传感器遍布茎秆
植物把光传感器放在哪里也很重要。人的感光细胞位于面部前方,集中在两只眼睛里。植物的感光细胞则遍布全身,主要分布在茎上,因此来自多个方向的光会同时被不同部位的组织接收到。团队将这种结构描述为一种分布式感觉系统——分散在全身,而非集中于一处,正是它让这种“混淆”得以发生。
研究作者之一 Yasmine Meroz 说,这项工作表明,感觉系统的物理组织方式可以决定一个生物体如何感知并回应它所处的环境。她还说,这一原理可能远远超出植物的范围,适用于细胞、细菌以及其他依赖遍布全身而非集中于一点的感觉能力的生命系统。