我家院兒里的小野花成精了？它居然有記憶、會學習！
錦衣Reload＼譯
vicko238、Ent＼校
乍看之下，康沃爾錦葵（Lavatera cretica）不過是一株不起眼的雜草罷了。它的桃色花瓣和寬闊扁平的葉子一整天都會追隨著日光移動。
然而，錦葵在夜間所做的行為，將本不起眼的它，推到了科學家的聚光燈之下。
在黎明來臨之前的幾個小時，它開始行動，將自己的葉子對準預測中太陽會升起的方位。錦葵似乎能記住前幾天日出的時間和方位，並以行動確保它在每天早晨能收集到盡量多的光能。通過在實驗室里改變光源位置，科學家們試圖迷惑錦葵，而這種植物輕易地掌握了新的光源方向。
一株康沃爾錦葵。圖片來源：SuperJew
沒大腦，也可以有智慧的表現
一株錦葵可以學到並記住日出的方位，這意味著什麼？直到不久前，植物可以有智慧的表現、能學習或者形成記憶的說法還只是邊緣觀點。
記憶被認為是最基礎的認知活動，有些理論學家認為，記憶是一個判斷生命體能否進行最基本思考活動的充要條件。記憶顯然是需要大腦的對吧？植物甚至連蟲子們的基本神經系統都沒有。
然而，差不多過去十年里，記憶需要大腦的觀點被強有力地挑戰了。錦葵並不是個例。植物們不僅僅是有機的、被動的自動機器。我們現在知道它們可以感知、整合幾十種不同的環境變數信息，並根據這些知識指導自身具有靈活性的、適應性的行為。
植物可以認出親戚，識別敵人
植物可以辨認出附近的植物是否和它有親緣關係，從而相應地調整攝食策略。北美水金鳳（Impatiens pallida）就是擁有這種策略的植物之一：當它和其他陌生植物生長在一起時，它傾向於將資源留給葉子而不是根——這一策略明顯是為了在光能競爭中搶佔先機；當它和親戚在一起生長的時候，這種要求就會消失。
北美水金鳳（Impatiens pallida）。圖片來源：Wikipedia, SB Johnny
植物還有複雜而具針對性的防禦行為——用於應對識別出的特定捕食者。有一種小小的有花植物叫做擬南芥（Arabidopsis thaliana），它能探測到身上毛毛蟲咀嚼造成的振動，從而分泌出油和化學物來驅趕昆蟲。
植物也與其他生命溝通
植物同樣能和另一株植物以及其他生命體進行溝通，比如寄生蟲和微生物。它們有多種多樣的溝通渠道，其中一種就是菌根網路（mycorrhizal networks）。真菌會將不同植物的根系連接在一起，就像某種地下互聯網一樣。好吧，也許這還不夠讓你感到驚訝，那麼這個呢——植物可以學習並運用記憶來進行預測和做出決策。
一個菌根網路的實例。圖片來源：Daiju Azuma
「冬日記憶」告訴它，春天到了
學習和記憶在植物身上都表現為什麼？一個處於爭論中心的例子是春化（vernalisation）。某些特定植物在春天開花前必須在寒冷中暴露一陣，這個過程就叫做春化。這個所謂的「冬日記憶」會幫助植物分辨春季與秋季。春季是傳粉昆蟲（比如蜜蜂）忙碌的季節，而秋季則不是。如果植物在錯誤的時間開花，在繁衍上會產生災難性的後果。
在生物學家們最喜愛的實驗植物——擬南芥里，有一個叫做FLC的基因可以產出一種讓它的小白花不開放的化學物質。然而，當這種植物暴露在漫長的冬天裡時，其他基因的某些副產品使其能夠測量出已經冷了多久了。然後隨著寒冷的持續，擬南芥會在越來越多的細胞中停止表達或抑制FLC。當春天到來，白晝日益增長，經歷過寒冷，FLC含量已經降低的擬南芥，就可以開花了。但為了有效運行，這反FLC機制需要較長的寒冷期，而不是氣溫波動的短期低溫。
擬南芥。圖片來源：Steemit
這涉及到所謂的表觀遺傳記憶。即使春化後的植物回到了溫暖的環境里，FLC仍然會因為「染色質標記」的重構而維持在較低水平：染色質標記指的是一些蛋白質和小化學基團，它們會附著在細胞內DNA上，影響基因活性。染色質重構甚至可以傳遞到後續分裂出的細胞中，因此那些後來產生的細胞也會「記得」以前的冬天。如果寒冷期足夠長，就算植物中有些細胞沒有熬過寒冷期，植物也能在春天開花，因為染色質修飾在持續抑制FLC的行為。
表觀遺傳記憶，算記憶嗎？
但這真的算記憶嗎？研究「表觀遺傳記憶」的植物學家們會第一個承認這與認知學家研究的東西有根本上的區別。這樣使用「記憶」一詞是否僅僅是比喻意義上的簡稱，只是為了把熟悉的記憶世界和陌生的表觀遺傳世界聯繫在一起？還是說，細胞改變與生命體級別的記憶間的相似性其實能揭露記憶更深層的本質？
表觀遺傳記憶和「大腦式」記憶有一個共同的特徵：行為或系統狀態中出現了持續性的改變，但引起改變的環境刺激已經不存在了。但這個描述似乎過於寬泛——因為它也可以用於形容其他過程，比如組織損傷、外傷或者代謝改變。也許有趣的問題不是記憶是否被認知所需要，而是哪一種類型的記憶能表明潛在認知過程的存在，以及這種認知過程是否出現在了植物身上。換句話說，與其糾結於「記憶」本身，不如去探尋記憶是如何獲取、形成以及學習到的這些更基礎性的問題。
植物：這次沒被嚇到，因為我記得
「植物記得。」在最近的一次電台採訪中，行為生態學家莫尼卡?加利亞諾（Monica Gagliano）如此說道，「它們清楚知道發生了什麼。」加利亞諾是西澳大學的研究人員，她使用為動物開發的行為學習技術來研究植物。她解釋說，植物給出的實驗結果如果換在別的生物上，能讓我們相信那個生物在學習和記憶，那麼我們就應該對植物得出同樣的結論：植物擁有認知能力。
一種被廣泛研究的學習行為是習慣化（habituation）——當生物暴露在一種意料之外的無害刺激（比如噪音、閃光）里，生物會首先出現警惕反應，然後隨著時間的流逝反應緩慢消失。
設想一下你進入一間有嗡嗡作響的冰箱的房間時的場景：最開始你會覺得煩心，但是隨後你多半會適應它，再過一會兒你可能根本不會意識到這事了。真正的習慣化是針對特異刺激的，所以當一個不同的、可能有危險的刺激出現時，動物會被重新激起反應。即使是在一間有嗡鳴的屋子裡，你很可能會被一聲巨響嚇到。這叫做去習慣化（dishabituation），它把真正的學習行為與像疲勞之類的其他變化行為區分開來。
含羞草：好好說話，別摸我！圖片來源：Hrushikesh
在2014年，加利亞諾和她的同事測驗了含羞草（Mimosa pudica）的學習能力。
當加利亞諾和她的同事把含羞草從高處扔下時（這是植物在演化歷史中從未遇見過的狀況），含羞草學到了這件事是無害的，它不需要做出閉合反應。不過，在遭遇突如其來的搖晃時，它們還是會出現反應。
此外，研究者們還發現含羞草的習慣化對周邊環境敏感。含羞草在低亮度環境里學得更快——在低亮度環境里，因為光的缺乏和因此產生的節能需要，含羞草閉合葉子所付出的代價更高（加利亞諾的研究團隊並不是第一個用行為學習的方法對含羞草之類的植物進行研究的團隊，但是此前的研究對實驗的控制不是很好，所以結果也不穩定）。
植物的聯想學習
但有沒有更複雜的學習行為呢？大多數動物也能夠進行條件學習或者說聯想學習，這個過程中它們會發現兩種刺激通常伴隨出現。這也就是你能訓練你家的狗在聽見你的口哨聲就跑過來的原因，因為狗把這種行為和食物獎勵或愛撫聯繫起來了。
在另一項2016年發布的研究里，加利亞諾和同事測試了豌豆（Pisum sativum）是否可以把空氣的流動與光照情況聯繫起來。他們把豌豆苗放在Y型迷宮底下，研究者會從Y字的一叉打入空氣——這也是更明亮的一叉。接下來，植物被允許向Y型迷宮的任意一邊生長，用以測驗它們是否學到了這種關聯。實驗獲得肯定結果——植物們在情境關聯的方式下習得了條件反應。
植物享有動物所有的那種寶貴學習能力的證據越來越越多。
當下一次你偶然看見路邊一株在陽光下生長的錦葵時，不妨為它駐足，用全新的眼光看待它，並欣賞這種小雜草為我們帶來的認識植物非凡認知能力的新窗口。
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