
圖片作者:NotebookLM
我們常說「記憶」,第一個想到的通常是大腦、神經元、學習經驗。但如果只保留「記憶」最基本、可實驗操作的定義,事情就會變得有趣起來。
記憶指得是系統能夠儲存一個刺激所帶來的資訊,並在一段時間後再次調用,影響後續反應。
在這個定義下,是否有神經系統反而不是關鍵問題。這正是這篇 2006 年發表於 Plant Signaling & Behavior 的研究想要回答的核心問題:
植物是否具有「儲存與回憶環境訊號」的能力?
為了證明這件事,研究團隊設計了兩個實驗系統。
首先,他們使用鬼針草(Bidens pilosa)幼苗。
鬼針草幼苗有兩片對生的子葉,在子葉節(cotyledonary node)位置,各自具有一個可在解除頂端優勢後啟動的側生分生組織,在功能上相當於腋芽。
正常情況下,當頂芽被去除(解除頂端優勢)時,左右兩個「腋芽」會對稱生長。
研究團隊在不去除頂芽的狀況下,只對其中一片子葉做輕微刺激(針刺或摩擦);當下看不到任何變化。等數天到兩週後才去除頂芽,看看會發生什麼事。
結果兩個腋芽不再對稱生長,而是與被刺激子葉「相對側」的腋芽,更容易先開始生長。
也就是說先前發生的刺激被「保留」下來,直到之後某個條件(去頂芽)出現,才真正表現出效果。
為什麼這可以叫做「記憶」?
研究團隊認為,「記憶」可以區分為兩個階段:
在儲存(storage)階段時,刺激訊號被保存在體內。這個是「全有或全無」、不可逆的;
等到回憶(recall)階段時,則是先前儲存的刺激訊號可以被開關、多次啟動,至於是否會表現出來,則取決於後續條件。
這個結構,已經非常接近「記憶」的基本邏輯。
在第二個實驗,他們使用亞麻(Linum usitatissimum)幼苗。
研究團隊發現,不管是單獨給予刺激(搬動、風、乾旱、低溫,甚至低強度電磁波)或單獨短暫移除培養液中的鈣離子,都沒有什麼效果;
但是,若他們選擇先給刺激,等幾天後再短暫移除鈣離子,則下胚軸就會大量產生分生組織。
而且他們發現,如果將鈣離子移除延後 5 天,則分生組織的出現時間也會精準延後 5 天。
這意味著,刺激訊號被植物「存著」,而鈣離子變化只是允許訊號被啟動的開關。
這是一個非常清楚的「儲存 → 等待 → 回憶 → 表現」流程。
雖然他們尚未完全解析所有參與的分子路徑,但他們發現:特定蛋白質在刺激後出現短暫的等電點改變,而質譜分析顯示這些變化很可能來自暫態的蛋白磷酸化。
這意味著,對植物來說,記憶不是永久結構,而是一種可逆、短暫、依賴分子狀態的生理配置。
研究團隊認為,這顯示了:即使是沒有神經系統的生物,也能表現出「歷史依賴性反應」的證據;
換句話說,它挑戰的是一個常被默認的前提:「沒有神經系統,就不可能有記憶型行為。」
參考文獻:
Tafforeau M, Verdus MC, Norris V, Ripoll C, Thellier M. Memory processes in the response of plants to environmental signals. Plant Signal Behav. 2006 Jan;1(1):9-14. doi: 10.4161/psb.1.1.2164. PMID: 19521470; PMCID: PMC2633694.














