生命科學

植物也看得見

科學家發現藍綠菌的細胞就像是構造簡單的眼睛,可能「看見」有形物體。

撰文/札拉斯卡(Marta Zaraska)

生命科學

植物也看得見

科學家發現藍綠菌的細胞就像是構造簡單的眼睛,可能「看見」有形物體。

撰文/札拉斯卡(Marta Zaraska)


不要看那棵樹!它可能正盯著你。近來各種方向進行的研究顯示植物擁有視覺,而且可能具有類似眼睛的結構,儘管構造非常簡單。


就某種程度來說,植物可能擁有「眼睛」這個概念並不新鮮。達爾文(Francis Darwin,19世紀英國著名博物學家達爾文之子)在1907年就提出假說,主張葉子擁有某種由結構類似鏡片的細胞和感光細胞所組成的器官。20世紀初,若干研究結果似乎顯示這種構造(如今稱為單眼)可能存在,但「植物看得見」這樣的概念後來束之高閣,直至近幾年才又浮上檯面。


德國波昂大學的植物細胞學家巴魯斯卡(Frantisek Baluska)和義大利佛羅倫斯大學的植物生理學家曼古索(Stefano Mancuso)在最近一期的《植物科學趨勢》期刊中,提出植物擁有視覺的新證據。為了證實研究人員觀點正確,首先舉出去年的一項發現,集胞藻(Synechocystis)這類能進行光合作用的單細胞藍綠菌,具有類似單眼的特性。參與這項研究的英國倫敦大學微生物學家穆里尼克斯(Conrad Mullineaux)說:「這些藍綠菌的整個細胞體可看成是鏡片,影像投射在細胞膜上,就像動物眼睛裡的視網膜。」雖然研究人員還不確定這種機制演化出來的目的,它的存在顯示更高等的植物可能也演化出類似機制。巴魯斯卡說:「倘若這類機制已出現在演化程度較低的生物上,就很可能保存下來。」


近來研究也顯示,與甘藍和芥菜親緣關係相近的阿拉伯芥(Arabidopsis)等植物會製造與眼點發育和功能有關的蛋白質,而這些眼點正是存在於某些單細胞生物(例如綠藻)中的超基性眼。這些蛋白質只出現在名為質粒體小球(plastoglobuli)的構造中,而該構造最為人所知的特性,就是會讓秋天的葉子呈現紅色與橙黃色。巴魯斯卡說:「這項發現顯示植物中質粒體小球的作用可能類似眼點。」


其他觀察研究則顯示植物擁有我們尚未了解的視覺能力。舉例來說,一項刊登於2014年《當代生物學》期刊的研究指出,有一種木本爬藤植物(Boquila trifoliolata)會改變葉子形態,以模仿寄主植物的顏色與形狀。


雖然目前只有少數例子顯示高等植物具有類似眼睛的構造,但種類仍持續增加。參與上述集胞藻研究的生物技術學家舒爾哲斯(Nils Schuergers)說:「我之前從來沒聽過植物視覺,在我親身發現藍綠菌具有類似相機鏡頭的功能以前,我對這種說法嗤之以鼻。」20世紀初期的研究顯示植物細胞本身作用有如鏡片,接下來研究人員的挑戰就是要確認這項觀察是否屬實,並且釐清植物這些原始視覺的真正功用。


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