卓越的编程让植物看起来很聪明

作者：David Coppedge

翻译：清博

韦斯利·史密斯（Wesley Smith）不止一次提醒人们不要将植物拟人化，不要将智慧（甚至人格）赋予花草树木。 但就像反应灵敏的机器人一样，植物也可以将智能编程到其体内。 “研究植物如何与环境相互作用肯定是需要的，”他说道， “但要使用适当的、非拟人化的语言。 它们是植物。” 接下来，请随我一起来认识一些高级编程，这些编程使植物看起来很聪明，因为它们的设计很聪明。

树叶回收

《科学》杂志指出，“树叶回收分两步。” 叶子不会在寒冷的日子里马上卷曲并死亡。 因为这样的设计理念过于简单，如果接下来是温暖的晴天，掉光所有叶子可能会对树干造成伤害。 实际上，两种信号分子——独脚金内酯和乙烯——协同作用，启动叶子衰老的过程，尽管这两种分子可以单独调节植物的叶子衰老。 “这个多步骤的过程尽可能地保留叶子，只有当环境胁迫太大时才会进行到叶子衰老。” （详见Note 1）

固氮

我们要想拆分氮气分子两个原子间的化学键（2个氮原子以叁键结合成为氮气分子，包含1个σ键和2个π键，因为在化学反应中首先受到攻击的是π键，而在氮气分子中π键的能级比σ键低，打开π键困难，因而使氮气难以参与化学反应。译注），需要大量的能量和高压条件（比如在高温、高压和催化剂存在的条件下，氮气能与氢气反应生成氨气；在放电条件下能与氧气反应生成一氧化氮。译注），但有些植物利用固氮细菌的能力，可以轻松做到这一点。 这些细菌有一种固氮酶，迄今为止我们还无法完全理解或复制这种酶。 查普曼大学的研究人员表示，尽管豆类将这项工作外包给根瘤固氮菌，但它们仍根据土壤中氮的可用性来调节共生固氮菌的活动。 这并不要求植物有感知能力。 我们都熟悉恒温器、变阻器和调速器等机器，它们和植物一样，根据环境条件调整其功率。

攀爬

一些植物和动物产生可以抓住东西的触手（在植物中叫卷须）。 在爱荷华州立大学，科学家们正在尝试制造（到目前为止仅取得部分成功）可以包裹纤细物体的人造触手。 常春藤和其他攀缘植物的卷须是接触敏感的。 接触会改变卷须中激素的浓度，使远端加速生长，从而产生弯曲。 结果，卷须包裹住物体，使植物可以将自己固定在坚固的物体上。 常春藤在墙上生长的延时照片可能看起来像是智能代理（intelligent agent，或译为智能主体。在人工智能领域，智能代理指一个可以观察周遭环境并作出行动以达致目标的自主实体。它通常是指（但不一定是）一个软件程序。“智能代理”是目前人工智能研究的一个核心概念，统御和联系着各个子领域的研究。译注）。不过，我们从爱荷华州立大学的仿生实验中看到，智能是由代理人强加的，问题关键在于使用正确材料进行编程。

生物钟调节

一切生物都有生物钟，植物也不例外。 事实上，杜克大学说，他们有两个生物钟：

时间管理不仅对忙碌的人很重要，对植物也很重要。 杜克大学的一项研究，揭示了两个生物钟如何协同工作，帮助植物应对真菌感染等偶然出现的需求，同时维持已经排满的日常活动（如生长）。

拟人化语言可能会让植物看起来像人一样，但生物钟调节是可以编程的，正如我们从包含计时器或太阳传感器的机器中了解到的那样。 杜克大学的研究人员通过化学方法改变拟南芥植物的昼夜节律来观察“早晨”时钟和“晚上”时钟如何相互作用，从而证明了这一点。 在此过程中，他们发现了一个名为 NPR1 的调节基因，该基因连接两个时钟。 他们的工作发表在《自然》杂志上：

“数学模型和随后的实验表明，NPR1 通过调节早晨和晚上的时钟基因，在不改变周期的情况下增强了生物钟。 这种平衡的网络架构有助于植物在早晨控制免疫反应，并最大限度地减少夜间生长的成本。 这一研究展示了敏感的氧化还原节律如何与强大的生物钟相互作用，以确保对环境刺激做出适当的反应，而不损害生物体的健康。”

将行为与智能分开

智能代理可以表现出行为，但并非所有行为实体都是智能代理。 例如，火星上的好奇号火星车可能会将外星访客视为一个自主行动的有感知的生物。 然而，火星车的行为已被编程到其中。 其中一些行为是由其软件中的嵌入式指令执行的； 另一些行为则是由数百万英里之外的人类控制的。 将好奇号称为“智能”或“人”是错误的。

在韦斯利·史密斯（Wesley Smith）看来，这正是阿德里安·巴尼特（Adrian Barnett）为《新科学家》撰写的书评中出现的错误。 巴尼特在书评中写道，“植物很聪明”，就好像它们自己变出了智慧一样； 只是我们的“严重狭隘主义”让我们无法欣赏“并非我们所知的智慧”。

《自然》杂志的另一位评论家伊恩·T·鲍德温 (Ian T. Baldwin) 也犯了同样的错误，尽管方式更不易让人察觉。 作为一名植物科学家，鲍德温评论了三本关于植物行为的新书，其中包括巴尼特在《新科学家》杂志上评论的理查德·卡班写的一本。

美食作家迈克尔·波伦 (Michael Pollan) 是《杂食动物的困境》（The Omnivore's Dilemma）（企鹅出版社，2006 年）等书的作者，他于 2013 年在《纽约客》上发表了一篇文章，探讨了为什么智力、记忆甚至行为等术语对植物科学家来说是有争议的。他的论文归结为 生物学上的差别允许动物学家使用拟人化术语，但植物科学家不能这么做。 波伦与一小群勇敢的研究人员结盟，共同反对“脑中心”观点，即只允许对有大脑的生物体使用“行为”一词。 他讲述了煽情主义恶意夸大植物科学发现的意义带来的损害，以及他对所有生命的全新认识。

波伦讲述了另一个有趣的故事，它是关于一个新兴科学领域的发展，以及它给这一领域的科学家带来的负担。 植物很聪明，远非傻站着的观点现在得到了严格的实验验证和实地考察的支持，这些实验和实地考察揭示了调节植物所具有的环境感知智能的基因和化学物质。 我们现在知道，植物丰富的行为库很难观察，是因为它们是通过化学合成特定产物实现的。 植物主要通过利用其作为有机合成化学家的能力来克服它不能移动的限制。 例如，花香中含有吸引授粉昆虫并排斥食花动物的化合物。 花蜜是营养物质和毒素的混合物，有益于授粉昆虫的行为。 目前，该领域的顶尖研究人员将大部分相关文献综合在三本书中：Edward Farmer 的《Leaf Defence》、Anthony Trewavas 的《Plant Behaviour and Intelligence》和 Richard Karban 的《Plant Sensing and Communication》。

你试想一下，他在观察好奇号火星探测车的行为后写下类似的“漫游者智能”，这个错误就很明显了。 好奇号探测车运用合成化学的实力来感知周遭能说得过去吗？

鲍德温对这三本书给予了不同程度的赞扬。 尽管他惊喜的看到人们重拾对植物行为研究的兴趣，但他明白必须从机械和生物化学角度来理解这些“植物形态”活动。

然而，这个错论的根源是达尔文思想。 它不允许人类例外论存在。 对于进化论者来说，人类和其他生物的差异不是种类，而仅仅是程度。 动物和植物的智力与我们的大脑“产生”的智力一样是自我生成的。 虽然他们可以部分地看到拟人化在误导人们，但他们无法在我们和它们之间划清界限。 这就是鲍德温赞扬特雷瓦瓦斯像植物一样思考并避免动物嫉妒（此处可能特指另外一本同名书，就是拉尔夫-纳德的《动物的嫉妒》。详见note 2链接。这是一本令人振奋、内容广泛且具有前瞻性的书。各种非人类动物--从昆虫到鲸鱼--通过使用跨物种可理解的数字转换语言，能够相互交流，也能与人类动物交流。在随后举行的名为 "大对话 "的全球集会上，各种动物不仅告诉我们它们到底是谁，它们想要什么，需要什么来繁衍生息，还向我们展示了它们如何为我们带来巨大的利益--实现双赢。一路上，我们遇到了许多迷人的生物，包括昆虫三巨头--蚯蚓、帝王蝶和蜜蜂--它们呼吁停止使用杀虫剂。纳德先生利用对动物的认知和情感生活的研究成果，编织了一个个似是而非的故事，告诉我们如果花时间与动物交谈并认真倾听它们的心声，就能了解到它们的目的。总之，《动物的嫉妒》是一本极具原创性和远见卓识的书，它让我深入思考了人与动物的关系，以及在人类世这个真正成为人类怒潮的时代，当其他动物恳求减少暴力、呼吁以同情的方式共存时，人与动物的关系必须如何改变"。知名哲学家彼得-辛格写道："很高兴看到拉尔夫-纳德将注意力转向我们对待动物的方式。无论你喜欢还是讨厌他选择的不同寻常的框架，他提出的观点都很重要，需要我们关注。译注）

相比之下，特雷瓦瓦斯毫不费力地从机械研究转向对现实世界植物行为的深入洞察。 《植物行为与智能》是一次疯狂的旅程，涵盖了从生命起源到高等植物根部的智能觅食行为。 特雷瓦瓦斯对植物分子生物学和生理学及其作为自组织系统的进化进行了长达五年的研究，使他完全“植物化”。 他像植物一样思考，毫不费力地利用特定特征来研究植物如何以与社会性昆虫类似的方式解决问题——从虹吸受精（花粉管将精子细胞输送到卵细胞）到高度分散的感觉系统。 他赞扬植物的行为，同时避免“动物嫉妒”。

然而，当你发现达尔文的思想在逻辑上无法成立时，上述观点就会瓦解。 一方面，鲍德温和巴尼特将他们自己的感知能力，包括有意识、有目的的选择能力，赋予植物和动物。 这就像好奇号火星探测车碰到机遇号火星探测车时，确定机遇号是一个独立、自主、聪明的存在，与自己一样诞生于火星土壤中。

另一个逻辑上的错误是，达尔文主义者经常将动机和目标归因于植物和动物，即使他们否认这是可能的。 无引导的新达尔文机制无法看到远处的目标并朝它移动。 鲍德温说，植物防御“进化主要是为了阻止食草动物”。 他说“叶子进化出了特殊的特征。” 达尔文主义中没有任何东西允许在先见之明或后见之明中使用“进化出”这个短语。 这种语言与拟人化一样具有误导性。

唯一逻辑上自洽的立场是，将植物和动物视为由外部智能所影响的设计。 通过这种方式，我们可以欣赏和研究植物的合理设计，这些设计使它们的行为如此有趣（并且通常值得模仿）。

我们的身体和大脑也带有设计的印记，但我们人类还有额外的天赋，即清楚的自我意识，使我们能够选择自己的行为。 这使我们有别于其他生物。 这就是为什么我们用理性来研究植物，但植物却不会研究我们。

Note

1.      https://www.sohu.com/a/483751846_121124027

2.      https://www.earthisland.org/journal/index.php/articles/entry/ralph-nader-animal-envy-animals-speak-for-themselves