
圖片作者:Gemini
植物既沒有腦,也沒有神經元,會有記憶嗎?
在2018年的一個研究,選擇了野生草莓(Fragaria vesca)作為研究材料,來探討植物是否會「記得」某些經驗。
為什麼要選草莓呢?其實作為實驗植物,草莓有幾個優點:
草莓會用匍匐莖長出彼此相連的分株(ramets),而這些分株的基因完全相同。也就是說,草莓天生就有形成「多胞胎」的潛力;
而這些基因完全相同的分株可以長在不同環境條件下,讓我們能觀察環境對相同基因型植物的影響;
但是,這些分株彼此之間又靠著匍匐莖相連,就像一個「分散式系統」,非常適合研究「整體策略」。
研究團隊想用草莓來回答一個問題:
草莓能不能像巴夫洛夫的狗一樣,把兩個線索連結起來?
在這裡,研究團隊使用的線索是「養分出現的位置」和「光或遮陰」。
所以,他們的實驗怎麼做?
首先,他們要訓練草莓。
研究團隊在戶外花圃中設計了高度規則的環境:
- 有些草莓生活在養分只出現在「亮處」的環境;
- 有些草莓生活在養分只出現在「遮陰處」的環境;
- 另外還有些草莓生活在養分平均分布的環境(對照組)。
他們如何調節光線呢?
研究團隊使用遮光布,製造固定的亮/暗區塊;草莓母株被種在中央,匍匐莖可以自由往各個方向生長。
在這個階段,草莓會反覆經驗到:
「某種光線條件,通常伴隨著養分。」
接下來進入測試階段。研究團隊讓草莓進入一個完全沒有養分的新區域,只剩下「亮處 vs 遮陰處」的差異。
然後,他們觀察在沒有任何養分線索的情況下,草莓會不會因著過去的經驗,而偏好把分株放在某一種光線環境呢?
如果會,那就表示它的行為不是只由當下環境決定。
結果他們發現:草莓的行為真的和「過去經驗」有關!
曾經在「遮陰處得到養分」的草莓,在進入測試階段(無養分)時,會把相對較多分株,特別是會生根、真正留下來的分株,放在遮陰區;
反之,曾經在「亮處得到養分」的草莓,在進入測試階段時,會在亮處產生較多生物量。
也就是說,草莓不是單純根據自己對光線的偏好,而是會根據「過去亮處或暗處是否帶來養分」,機動性地調整自己的生長配置。雖然光合作用的需求還是會影響草莓分配自己手上的可用資源,但是過去曾經在遮陰處得到養分的草莓,比起其他兩組,更願意投資在遮陰處。
這表示我們看到的不是單純的生理反射,而是一種根據「歷史」所產生的行為反應。
由於過去的研究發現,表觀遺傳可能與記憶有關;因此研究團隊進一步使用去甲基化藥劑(5-azacytidine)來干擾部分草莓的 DNA 甲基化狀態。
結果發現,去甲基化確實會改變草莓對光與遮陰的反應模式,但是效果並不單純是「抹除記憶」,而是變得更複雜。他們發現,在「養分曾在遮陰處」的草莓組,去甲基化反而讓它們在遮陰處放更多分株了...研究團隊推測,會不會去甲基化也同時讓草莓忘記那裡光線不好?
也就是說,目前只能說表觀遺傳「可能參與」,但是無法指出具體基因或機制。
透過草莓的研究,研究團隊發現:植物的行為的確會受到過去經驗影響,而且這種影響可以在原始刺激消失後持續存在;在功能層面上,這符合生物學對「記憶效應」的定義。
但是,這並不代表植物有意識;而研究團隊也沒有證明植物會「回想」過去事件或是植物有類似動物大腦的決策中心。
更精確地說:這是「植物的整體系統,會受到過去經驗影響而重新調整」。
這個研究暗示我們:把「記憶」或「策略行為」限定為動物腦的專利,可能只是人類視角下的方便分類,而不是自然界的必然規則。
總而言之,這個研究顯示,草莓的生長行為會受到過去經驗的長期影響;在功能意義上,這是一種植物「記憶效應」,但目前沒有證據顯示植物具有回想或意識層級的思考。
參考文獻:
Latzel V, Münzbergová Z. Anticipatory Behavior of the Clonal Plant Fragaria vesca. Front Plant Sci. 2018 Dec 11;9:1847. doi: 10.3389/fpls.2018.01847. PMID: 30619415; PMCID: PMC6297673.

















