植物有隱藏的記憶？

　　在梅爾徹斯和朗那個年代，激素還處于植物科學的最前沿。尋找新激素的技術(shù)也很簡單粗暴：科學家將葉片磨碎，進行提煉，分離出植物釋放的小分子。他們還會把這些激素再噴回植物上，進行觀察。赤霉素（Gibberellin）就是個例子，它能刺激植物生長。今天，人們用這種激素噴灑葡萄，讓果實更飽滿，果粒不那么緊湊。理查德·阿馬西諾（Richard Amasino）是威斯康星大學麥迪遜分校（University of Wisconsin-Madison）的生物化學教授，他說：“很多植物的生理機能都在等待這種信號，但當年科學家磨碎了無數(shù)植物，也沒找到觸發(fā)開花的信號。”

　　20世紀70年代到80年代初，植物科學家仍未找到開花背后的生物化學秘密。阿馬西諾說：“我剛開始搞科研的時候，這就是個巨大的謎團。”為了解開這個謎，揭開植物記憶的面紗，科學家需要了解分子遺傳學，尤其是表觀遺傳學——控制特定基因開關(guān)的機制。

　　近幾年，科學家已經(jīng)意識到，單靠基因組無法決定有機體的命運。很多與DNA有關(guān)的表觀遺傳活動會造成一系列影響，比如哪些遺傳密碼能得到表達，哪些遺傳密碼會決定生物的行為。成花素其實是一種微型蛋白質(zhì)，梅爾徹斯和朗那個年代的技術(shù)還無法識別這種物質(zhì)。當年他們就算找到了成花素，也仍然沒有解密二年生花卉的鑰匙。阿馬西諾那一代科學家終于找到了解密春化作用的關(guān)鍵——在表觀遺傳學層面對這一過程進行觀察。

　　擬南芥（Arabidopsis thaliana，阿拉伯芥）是實驗室中的?？?，控制這種植物春化和開花的機制就像一個極為復(fù)雜的裝置，該裝置負責控制蛋白質(zhì)的生成和基因的表達。擬南芥內(nèi)有一組控制蛋白質(zhì)生成的基因，這種蛋白質(zhì)能促進擬南芥開花。在春化之前，擬南芥細胞內(nèi)會充滿另一種名為FLC的蛋白質(zhì)，它能抑制促進開花的關(guān)鍵基因表達。但當植物處于寒冷的環(huán)境中時，擬南芥細胞就會減緩FLC分泌，直至停止。促進開花的蛋白質(zhì)和FLC之間的力量平衡就會被打破。擬南芥細胞生成的促進開花蛋白質(zhì)會越來越多，直到植物做好綻放的準備。在這種情況下，可以簡單地將這種表觀遺傳行為看作一個開關(guān)。對擬南芥細胞來說，寒冷就是改變基因表達方式的信號：從“別開花”到“快快快，趕緊開花”。就算寒冷信號消失，開關(guān)也會保持打開。因此，當白晝時間變長時，擬南芥就會知道，開花的最佳時機到了。

　　阿馬西諾解釋說：“就算是在春夏，寒冬的影響也會留在植物的記憶里。 ”

擬南芥，又稱阿拉伯芥。

　　好像這不太可能。去年，在《科學進展》（Science Advances）期刊上，一組澳大利亞的植物科學家發(fā)表論文稱，對植物來說，與記憶相比，遺忘（或者說根本不形成記憶）可能才是更有力的生存工具。此外，植物形成記憶的概率相對較小，形成表觀性遺傳記憶的概率甚至更小。

　　這篇論文的第一作者彼得·克里斯普（Peter Crisp）目前就職于明尼蘇達大學（University of Minnesota），以逼瘋植物為己任。他和同事可能會不給植物澆水，任其干枯，再給缺水的植物澆水，觀察它們?nèi)绾位謴?fù)。他們已經(jīng)證明，某些植物對干旱、缺乏光照和食草植物等壓力源的表觀遺傳記憶確實可以代代相傳。因此，克里斯普和同事折磨了一代又一代植物（三代之后，這項工作變得十分有趣），再測試這些植物是否記得經(jīng)歷過的磨難，抗旱性是否有所增強?？死锼蛊照f：“我們并未觀察到這種現(xiàn)象。”

疏于照顧的室內(nèi)盆栽植物。

　　克里斯普指出，植物從充滿壓力的環(huán)境下恢復(fù)的能力十分驚人。比如，在今年夏天發(fā)表的一篇論文中，克里斯普和同事稱，受到光脅迫的植物很快就能恢復(fù)——只要護理得當，疏于照料、棕黃枯萎的盆栽也能煥發(fā)生機。目前，科學家已經(jīng)給出了很多植物形成記憶的例子。然而，在科學家發(fā)布的實驗結(jié)果中，植物原本可以形成記憶，但卻選擇遺忘的例子卻很少。這也在情理之中。畢竟，辨別植物是否已經(jīng)形成某段記憶是該領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)之一。

　　克里斯普和同事設(shè)計實驗室研究時，必須控制很多混淆因素，才能確定自己觀察到的植物記憶是由實驗中的壓力源造成的。澳大利亞國立大學（Australian National University）的史蒂文·艾臣（Steven Eichten）是克里斯普的合著者，他說：“不是說植物經(jīng)歷過什么之后，就會說，‘哦，我記得這個！’，而是植物發(fā)生了分子層面的變化，恰好形成了相應(yīng)的化學記號。”阿馬西諾的研究對象——與FLC有關(guān)的植物記憶機制就是個例子，該機制僅適用于擬南芥。甜菜和小麥都有獨特的春化分子機制，它們雖然作用相同，進化過程卻彼此獨立。在這個領(lǐng)域，鑒別一段植物記憶是否貨真價實難度極大。