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     大腦是神經中樞，是各類信息的集散地和加工場所。“大腦”在整體上“處于優先位置”，“能夠發出指令”，并“通過指令（信號）傳遞指揮人體對外界刺激做出反應”。植物有沒有大腦的功能？植物的“大腦”在哪里？

植物有沒有“大腦”？

植物有完整的信號傳遞系統：可以產生并通過化學信使（各類植物激素、乙酰膽堿……）、電波傳遞（動物神經傳遞也通過乙酰膽堿和電波）等傳遞各類“指令”（信號）。

植物能夠對外界刺激做出反應：快速而直觀的反應，如含羞草受觸閉合、食蟲植物的捕蟲行為；緩慢而不太明顯的反應，如植物對一定程度的干旱、鹽堿和病蟲侵襲的適應性反應。

含羞草

植物會有“意識”地選擇或尋找對自己最有利的方式與策略：向光性、趨水性、趨肥性、干旱時氣孔關閉、大部分植物為防止近親繁殖而采取自花不親合的策略……

在微觀水平，植物和動物一樣，都能夠以“鈣離子”、“肌醇磷酸”等作為細胞“第二信使”。
從上述幾點看，植物能夠對外界做出反應，即“能夠發出指令，并通過指令（信號）傳遞，指揮個體對外界刺激做出反應”，這是大腦的標志性功能，從這方面看，植物應當是有“大腦”的，那么植物的“大腦”在哪里？什么器官具有的“大腦”功能？

根系是植物的“大腦”
主要體現在：根系在發育進程中處于“優先地位”；根系具有感知環境變化的能力，能夠產生多種信使（發出指令），并能夠通過信息傳遞（指令傳遞）調控地上部；根系比地上部發達。

一、根系在植物發育進程中處于“優先地位”，根系的優先性主要體現于以下幾方面：

1、胚根早于胚芽分化，原胚頂部先分化出兩片子葉（營養庫），然后在兩子葉間分化胚芽，胚根已在原胚底部分化出。（動物胚胎發育中，大腦優先分化形成）

2、種子發芽時，胚根先突破種皮伸入土壤（蘋果種子層積時也可發現）。

3、組培和扦插時先長根后長葉時容易成活。

4、檸檬環割后切口以上枝條停止生長，當在潮濕的空氣中誘使切口上方長出根來，盡管并不吸收養分和水分，枝條又可繼續生長。

5、新栽幼樹“先蹲下來后站起來”（即先長好根再長地上部，緩苗期是根系的發育期）。

6、根系沒有自然休眠，早春根系先發育（早于地上部分）。

7、根系在土壤中生長，類似蠕蟲在土壤中穿行，根尖類似動物的頭部。

8、無根的枝條，其葉片氣孔失去了“晝開夜合”的規律：乙酰膽堿是一種神經遞質（動物神經系統中擔當信使的特定化學物質），無根的枝條插在乙酰膽堿溶液中，“晝開夜合”的規律恢復，枝條長出根后該規律也恢復。

9、根系能夠合成并向外釋放大量信使分子（發出指令），幾乎所有的植物激素都能夠在根系合成，大多數情況下根系的激素濃度高于葉片，在外界刺激下根系激素的合成比葉片更快捷。

10、根系有眾多分枝，與土壤顆粒緊密交接在一起，稚嫩、敏感、活躍、更新快（可以無限進行多次尖端生長），沒有葉片的蠟質保護層，更便于感知土壤的變化。根毛、根尖----植物的“觸須”、“探測器”

二、根系具有感知環境變化的能力，能夠產生多種信使（發出指令），并能夠通過信息傳遞（指令傳遞）調控地上部。

1、根冠信號傳遞

面對不良環境，植物并不是被動的受害者，它們具有對環境變化快速感知和主動適應的能力。這一能力的實現需要經過一系列復雜的信號傳遞過程，大致有三個階段或環節：

一是感受細胞（根系）對原初信號（環境刺激）的感知轉導和反應，結果產生胞間信使；

二是胞間信使在細胞或組織間傳遞，并最終到達受體細胞的作用位點；

三是受體細胞（葉片）對胞間信使的接受、轉導和反應，結果導致受體組織中生理生化和功能的最優化組合，最終體現為植物對環境刺激或逆境的適應或抗性。

2、根系能夠通過信息傳遞調控地上部
（1）柑橘長期處于土壤干旱環境中，即使葉片受到干旱傷害也不會脫落，而一旦復水解除干旱，葉片即紛紛落下。在大田和盆栽蘋果樹上也觀察到，長期受旱的植株很少落葉，但是久旱遇雨或灌水后，第二天就會在樹下發現大量落葉。究竟是什么原因導致這種現象發生的呢？

導致這種現象的原因在于根系！根系控制了久旱遇雨或灌水后的葉片脫落。水分脅迫下（土壤干旱）根系合成了大量ABA，ABA在根中能夠誘導乙烯前體ACC的大量積累，遇雨或灌水后，ACC沿木質部隨蒸騰流運到葉片，在葉片中ACC氧化成乙烯，通過乙烯使葉片落下。

（2）通常氣孔開放和葉片生長需要一定的葉水勢來維持，如果葉水勢下降，氣孔開度就會減小，葉片生長速率下降。但是在大田或土壤緩慢干旱條件下，常常發現地上部葉水勢還未下降，氣孔已逐漸關閉，葉片生長速率也逐漸下降。土壤干旱時通過根系加壓維持葉片原來的水勢，氣孔導度和葉片生長仍然受到抑制。對蘋果和櫻桃進行分根干旱處理（同一株樹一部分根系施以干旱，另一部分充分供水）以維持地上部葉片水勢不變，依然得到了類似結果。如將受干旱的根系切除，則葉片生長恢復正常。這意味著什么？

這意味著根系受到干旱時能夠合成并輸出某些物質，這些物質通過木質部蒸騰流輸送到地上部，從而調節葉片的生理變化。

三、植物根系比地上部發達，根系的建造和代謝比地上器官需要消耗更多的物質和能量。

動物大腦比其他器官更發達，耗氧、耗能更多，如大腦有復雜的功能分區、消耗的氧氣占全身耗氧的20％。植物根系遠比地上部發達，在土壤適宜的條件下，多數植物的根系體積和分布空間遠大于地上部；建造根系的同化物也高于建造葉片，根系代謝活動消耗的物質和能量同樣比葉片高。

文章作者：山東農業大學楊洪強