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【科普】植物進化的意識到底有什麼用?植物進化的意識是怎麼來的?

為什麼植物沒有進化出意識?對於這個問題,最簡短的回答就是:因為擁有意識對植物並沒有什麼用。

從進化的角度看,動物擁有神經系統,乃至像人類那樣擁有自我認知能力的超級大腦,是出於複雜行為模式的需要。一個足夠複雜的、足夠精細的行為反應模式(即行為與環境之間的函式關係),能夠使生物應對複雜的、多變的環境,在各種艱難、危險的、變動的環境中生存下來。神經系統,提高了生物的應變能力。

草原上,羊如果遇到狼,會立即逃跑。當人類遇到狼時,第一想到的也是立刻跑。但是,人類由於比羊更復雜的神經計算系統,人類的反應模式遠比羊複雜得多。例如,人類會想到自己可能跑不過狼,與其背後受敵,還不如拼死一搏。如果人類手上有一把槍,那就更不會跑了,他們會淡定地相信狼不是自己的對手。而羊想到的只會是跑,它們的反應就是如此直接而簡單。所以,人類的反應模式比羊複雜得多,人類比羊有心機多了,人類的應變能力更強。

對於動物而言,複雜的行為模式、高強的學習能力真的是太有用了。這使它們能夠更好地識別食物是否有毒、是否有營養,識別環境中有哪些危險,從而做出更高效、更具策略性的行為。

但是,對於植物呢?植物一輩子只能站在一個地方無法移動。這種情況下,複雜的行為反應模式,高超的決策能力便顯得並無必要。例如,即使植物擁有意識,識別到危險來臨,它們也無法實施逃跑計劃。即使它們看到遠處土壤肥沃,也無法移動過去享用。而且,神經系統的運作將會消耗大量能量。人類大腦就消耗人體約70%以上的能量。為了維持人類如此精密的神經系統及其聰明才智,人類的大腦就像是一團熊熊火焰,燃燒了人類大從進食中獲取來的大部分能量。

有些人說,如果植物擁有一雙長長的靈活的手,也是非常有用的,因為可以用手來為自己除蟲;還能增強防禦能力,在素食動物要吃樹葉時給予反擊;或者能更好地與其它植物爭奪地盤,如消滅身邊的其它植物,以免它們遮擋陽光或消耗土壤的營養。

但就像我們前面看到的,神經系統是極其成本高昂的,必須消耗大量的能量來維持。而由於植物不像動物那樣需要複雜的捕食技能,在危險來臨時只能聽天由命。對於諸如植物之間的競爭,防禦害蟲等方面,植物可以進化出諸如產生令害蟲討厭的氣味或者毒汁等方式來達成,而這些方式並不需要敏感的反應能力以及高超的決策能力。

所以,自然選擇的結果就是,擁有意識,對植物而言並不是一件划算的事。

“智商永遠不嫌多”這句話在生物學中是極端錯誤的。首先,智商不等於智慧。

最重要的是,智慧的產生需要投入頂級的生物資本,以及無數底層的基本建設。進化的機制是無比吝嗇的,能活下去子孫繁盛就絕不會再投資。————因為成功繁殖之外的投資會降低繁殖競爭力。這個原理觀察細菌表現得最充分。一個培養基裡面兩種細菌,一種20分鐘繁殖一代,一種一小時繁殖一代,其他都一樣。20分鐘的滅絕1小時的只需要一天,沒有任何攻擊行為只是搶走了所有資源。高等生物這個機制稍複雜,但原理從低到高都是一樣的,穆斯林一家生6,7個,歐洲白人一家生1個多一點,如果趨勢不改變,四代之內穆斯林會搶走歐洲。

生物都是因為受到競爭壓力而變得複雜的。待著不動曬曬太陽就子孫滿天下的生物,絕不需要智慧。一點點都嫌多。有智慧註定生長期長,代間間隔長,子孫少,不要說智力,任何一點向這個方向的變化都降低繁殖競爭力。從有了葉綠體開始,植物的進化路徑就和沒有葉綠體的真核生物分道揚鑣,這條路徑所有的方案都是圍繞著葉綠體的,裡面沒有智慧的位置。

沒有葉綠體的進化路徑,也不一定就意味著智力。真菌就沒葉綠體。它們都寄生。寄生是簡單有效得接近直接生產的方式,即使是動物,很多也採取寄生。聽說過什麼寄生動物有智力嗎?

只有頂風冒雨在殘酷的外部世界攝食的動物,才需要智力。吃動物的動物需要更高的智力。智力的出現是因為攝食動物在能量生產的效率上,相對光合作用和寄生的生物來說,實在是太窮了。肉食動物-植食動物-植物,這個簡單食物鏈每一步的有機物轉化效率最多能達到10%。換句話說,一個生物如果吃肉為生,它從根本上利用陽光、水和二氧化碳獲取物質和能量的效率最多隻有植物的百分之一。這就是它為什麼需要智力。如果它的智力和植物一樣,不要說三代,恐怕一代都混不過去————也就是說這種生物沒存在過。窮成這樣,不聰明點就是死路一條。於是不聰明的一代代早死,稍聰明點的一代代活的長點,多生幾個後代,動物越來越聰明。但是這種聰明,也並沒有達到人類智慧高度的必然性。 人類智慧的高度是另一個完全不同的課題。

但是隻考慮植物的話,它們之間對光和水這些資源也存在競爭,那為什麼沒有發展出智慧?

以上的答案,我籠統用“智慧”這個詞代替了原問題中的“大腦”和“思想體”。看來不夠精確。

植物之間當然有資源競爭,而且行為相當複雜,反映出一定的智慧。例如不同植物的傳種策略,主要是為優質空間競爭。有自己發明大炮噴出去的(一些豆類),也有耗費大量資源賄賂昆蟲的;有廣種薄收的,也有量少打成功率的;甚至有同一株植物根據每年不同的外部條件改變傳種遠近距離的。看起來很“聰明”,但這種智慧不是大腦或思想體的產物。行為的複雜程度也不能簡單等同於智慧。

生物應對外界刺激/壓力、執行適應行為,有兩個體系,可以稱為V1和V2。V1是基因主導的,資訊媒介是化學物質,主要在內部體液中傳遞,但也有用於外部的水和空氣中的,稱為資訊素/外激素。所有生物都有V1。

V2建築在V1之上,由神經系統主導,資訊媒介是神經傳遞的電位衝動。大腦或思想體是V2發展到高階階段之後,部分神經細胞聚集特化形成的處理中心。需要注意的是,V2由V1建造,而且在執行時也受到V1的大量干預。比如智慧到人的程度,V1仍然用各種化學訊號物質(比如激素和神經遞質)干預V2的運作。換成人話說,就是人的智慧行為大多數時候仍然被情緒主導。V2只有較高等的動物有。V2的複雜程度和動物的複雜度幾乎是等同的。我們說高等動物的意思就是V2比較複雜,處理中心比較發達。

V1的行為複雜程度不下於V2。二者的本質區別:V2的反應速度比V1快得多。V2是專門為需要迅速反應的外部壓力而發明的。因為基因組訊號網的反應速度太慢,需要訊號物質濃度在體液中擴散傳遞,還要等著基因組慢慢製造新的蛋白質來行動。而基因組本身要順著壓力作出調整,速度更會慢到以“代”來計算。

植物面對的資源競爭,如陽光、空氣、水、土壤和空間,是外界變化緩慢的因素。因此V1足夠。動物面對的資源競爭,如空間移動、獵物/捕食者,是迅速變化、需要短時間處理大量資訊的因素,因此必需V2。

這裡又要提一句人類智慧的特殊性。這個高度不是普通的動物性競爭壓力能夠達成的。我認為它是社會生活、配偶競爭、外部環境劇變三者同時達到頂峰的巧合造成。一旦產生語言,即社會個體之間的複雜通訊協議,競爭的軍備競賽就無限升級。人類大腦如脫韁野馬,一發不可收。現在它倒回去學習基因組的奧秘了。

誠然,大腦和思想體會帶來一些看起來高大上的進步和進化,但也容易徒生煩惱、壓力和痛苦。上天有好生之德,它允許一部分生物選擇活在當下而不用非要“進步”

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