自发革命：达尔文的植物运动图-分析

　　1863年的一天，在一个漫长而炎热的夏天 ，查尔斯·达尔文给他的密友 、植物学家约瑟夫·胡克写了一封信。他说：“我对自己的卷须感到非常有趣——这正是我适合做的那种琐碎的工作
。 ”在此之前的几周里
，达尔文一直被一场令人不快的湿疹困在床上。他平时对研究和通信的热情已被无能所挫败 。他把注意力转向他卧室里的居民：室内植物，从中找到了安慰
。达尔文每天花几个小时观察窗台上花盆里的黄瓜幼苗 ，观察它们如何探索周围的世界
，寻找可以攀爬的东西。这碰巧是一种非常有益的消遣 。如果达尔文处于持续活动的正常状态，他就没有时间观察植物的生长速度
。但是 ，被迫放慢速度
，以一种不同的速度存在，他变得入迷了。

　　1862年 ，达尔文读了哈佛植物学家阿萨·格雷的一篇短文
，从此对卷须产生了兴趣 。他在《美国艺术与科学院学报》上发表的《卷须卷绕笔记》描述了生长中的植物卷须对触摸的敏感性
。达尔文的想象力被这一前景所吸引，他写信给格雷说：“我想在你的卷须上做一些实验；我想知道在花盆里种什么又好又容易。”

　　格雷送给他两种攀缘植物的种子：刺黄瓜（Sicyos angulatus）和野生假黄瓜（Echinocystis lobata） ，达尔文可以在春天种植，开始他的观察 。然而
，格雷确实警告说，虽然假黄瓜是“文雅的
” ，但真正的黄瓜和他所知道的任何植物一样“令人讨厌和麻烦”
，所以达尔文必须密切关注它
。

　　虽然“麻烦 ”的黄瓜没有发芽，但假黄瓜却长得很好 ，成为达尔文的伴侣和病床旁的沉默对话者。他们表现出了惊人的魅力 。他向格雷报告说：“我正在从另一个方面观察这种植物
，即前芽的不断旋转运动，这使得卷须与直径1英尺或20英寸的圆圈内的任何人接触。
”

　　这种绕圈运动令达尔文感到惊讶：这些卷须不仅仅是敏感的
。他们似乎有一种神秘的方法来探索周围的世界 ，找到爬上光明的方法。他把植物进行的“自发革命”称为“圆周运动 ”（源自拉丁语“圆周运动
”和“点头运动”） 。达尔文认为他发现了一些新的东西——一种他从未见过被详细描述的现象
。

　　在他的信中
，达尔文要求胡克观察更多的外来物种，因为他愈合并恢复了他的力量和通常无限的能量。他细心地照料着胡克送来的植物 ，把它们种到挂在室内窗户上的盆栽黄瓜和铁线莲藤上 。它们长到在窗玻璃前编织了一幅绿色的挂毯
，把叶子伸出来沐浴在射入的光线中
。

　　在室内被卷须迷住了四个月后，达尔文把他的椅子搬到了室外。他在啤酒花田里一坐就是几个小时 ，看着它们的芽寻找支撑物并爬上它们 。他开始把玩他观察到的植物的生长
。通过在它们身上绑上小砝码来测试它们的动作，或者在它们的身体上做标记
，达尔文可以监控它们在做什么，即使他没有一直观察它们。

　　当时英国的植物学研究主要集中在分类学上 。然而 ，达尔文想做的不仅仅是给植物命名和分类
。他想找到观察植物的新方法
，从植物的角度来观察它们。他的发现非常惊人 。他的一些植物真的让他大吃一惊。例如，为了了解寄生菟丝子植物（Cuscuta pentagona）如何寻找支撑物 ，他在附近放置了直立的杆子供它们寻找
。这些芽在生长过程中会缓慢地盘旋。当遇到树枝时
，植物“慢慢地、逐渐地向树枝上滑动，从而变得越来越倾斜 ” 。

　　但是 ，过了一段时间
，“枝条突然从树枝上跳了起来，倒在了另一边
” ，然后又回到了支撑物上
，滑了上去
。这些植物在做一些复杂的事情，有时相当快。达尔文对他的观察感到很高兴 ，他对儿子威廉说：“我现在最喜欢的马是卷须；它们对触摸比你的手指更敏感；&非常狡猾和睿智 。”

　　直到达尔文向格雷报告了这些绕圈的运动，他才意识到自己本末倒置了
。格雷把他带回到现实中来
，让他明白，达尔文所看到的对一些研究人员来说是相当普遍的知识。像黄瓜这样的攀缘植物的旋转运动已经在已发表的文献中被描述了好几次 。达尔文 ，在他的热情和卧床不起的夏季狂热
，忽略了做他的背景阅读
。当他这样做的时候，格雷给他指出了正确的方向 ，这位博物学家意识到
，他观察的“精华 ”已经被别人发表了，这对他来说是个不小的教训。

　　他在后来的一篇文章中写道：“我的观察完成了一半以上 ，然后我才意识到
，攀爬植物的茎和卷须自发旋转的惊人现象很久以前就被观察到了 。
”

　　达尔文不是一个普通的博物学家
。他发现，尽管环行现象并不是一个新的观察结果 ，但科学家们对它是如何发生的
，以及这种植物在这种运动中究竟做了什么，缺乏任何理解。他想更深入地研究 。卷须可能“狡猾而睿智” ，但它们究竟有多狡猾和睿智——这是一个令人着迷的问题。

　　目光敏锐的达尔文可以整天观察植物生长，但不可避免的事实是
，他的动物感觉系统并不能精确地观察植物生长
。他如何记录和理解这些运动，从而揭示发生了什么？没有人能解决这个问题 ，于是这位博物学家想出了一个巧妙的方法。

　　达尔文发明了一种记录植物生长和在空间中旋转时各个部分运动的方法 。他把一株植物放在一张纸和一块玻璃板之间
，在纸上标记一个参考点，在植物的特定部位（如叶子或花蕾）上贴上一根细线
。他将灯丝的末端与固定的参考点对齐 ，然后在玻璃板上标记其位置
，每隔一定的时间进行记录。

　　在没有任何背景的情况下，看到达尔文那些奇怪的
、棱角分明的图画 ，人们很容易认为它们可能是一种小动物的足迹——一只木虱、甲虫
，或者是一只注意力持续时间很短的老鼠 。它们看起来就像一个没有明确目的的生物断断续续地在纸上漫步
。但那是因为这些是在三维空间中发生的运动的静态二维渲染。

　　经过几个小时的记录，达尔文可以通过将盘子上的点按顺序连接起来 ，追踪植物随时间的运动 。通过这种方式
，他使运动肉眼可见
。达尔文甚至可以通过改变板块和植物之间的距离来放大运动。通过把它移到更远的地方，他增加了点与他眼睛对齐的角度 ，从而在更大的距离上拉伸了盘子上的小运动 。在延时摄影和电影技术出现之前的日子里，这是一种令人难以置信的创造性方式
，可以捕捉植物的运动，使其对人类有意义
。

　　植物在肉眼看来是静止的 ，但从卷须和根到花和叶
，它们的所有部分都在摆动。通过他的新方法，达尔文能够准确地追踪数百种植物及其各个部分的运动 ，用交错的线条详细描述它们的圆形探索 。他开创了对植物“习性 ”的理解。

　　不像分类学家关心把不同的物种归入什么类别
，达尔文看到当植物改变它们的物理位置或长成不同的形状时，它们所做的实际上是一种行为 ，与动物的行为没有什么不同
。不同之处在于动物移动迅速
，从一个地方移动到另一个地方。植物生长缓慢，主要靠生长来移动 。

　　没过多久 ，达尔文就把他的观察结果
，包括使用玻璃板法的观察结果，汇编成一部118页的专著
。1865年 ，他把它提交给林奈学会，并以《攀缘植物的运动和习性》为名出版。在文章中
，达尔文将植物的运动与他的进化理论联系起来：植物对环境很敏感，并利用这种敏感性来指导它们的生长 ，以便更成功地生存和繁殖 。

　　植物成为攀登者
，可以推测，是为了接触到光线 ，使大片叶子表面暴露在光线和自由空气的作用下
。这是由没有的登山者造成的与树木相比
，有组织物质的消耗少得可怜，而树木必须用一个巨大的树干来支撑沉重的树枝。因此 ，毫无疑问
，在世界的各个角落都有这么多的攀缘植物有这么多不同的命令 。

　　许多不同的植物谱系已经发展出这种欺骗系统的方法，从像黄瓜这样的植物把卷须缠绕在支撑物上 ，到像铁线莲这样的植物
，它们“钩”在物体上
。这两种技术都可以让茎像缕一样的植物搭便车向太阳爬去，而不需要树干或坚硬的茎。

　　达尔文的著作大受欢迎 。例如 ，林奈学会（Linnaean Society）的著名昆虫学家本杰明·丹·沃尔什（Benjamin Dann Walsh）写道，“发现它们像一只失明的独眼巨人一样
，在黑暗中盘旋和摸索寻找支撑，这是非常惊人的
。
”即使是非科学家 ，如女王的牧师查尔斯·金斯利
，也热情地说：“啊，我可以重新开始研究自然了 ，既然你已经把它变成了一个活生生的东西；不是一堆死气沉沉的名字。”更多的材料从更远的地方的博物学家那里寄来
，他们读了这本专著，促使达尔文再版 ，扩充
，并于1875年出版 。

　　他并没有就此止步。在儿子弗朗西斯的协助下，达尔文对植物的运动进行了广泛而深入的实验
。他的一个重要见解是 ，“所有更重要的运动类别都是由于一种运动的改变
，这种运动在所有植物的所有部分都是从它们最早的年轻时期开始的。 ”从成年植物的幼苗阶段，从对光和其他外部刺激的敏感性 ，到它们的“睡眠
”行为，都可以看到它们的新生运动
，这揭示了一种昼夜节律 。

　　达尔文费了很大的劲于1880年出版了《植物运动的力量》一书
。它已经变成了一份沉重的手稿，他觉得修改出版是一件“令人讨厌的事”。然而 ，这是他一生在植物方面工作的巅峰之作
，也是达尔文出版的倒数第二本书 。紧随其后的是一年后出版的《蠕虫作用下蔬菜霉菌的形成》
。

　　达尔文的观察为我们理解攀缘植物的生理和行为奠定了基础。除了攀登者之外，达尔文还为研究植物的行为和智力奠定了基础 。即使在今天 ，这仍然是一个让一些人感到不舒服的想法
。尽管我们现在有延时相机和一流的自然纪录片
，它们展示了植物的生命，就像任何动物的镜头一样充满活力和戏剧性 ，但很难打破我们以动物为中心的世界观。

　　达尔文的研究表明
，几个世纪以来“动物移动而植物不移动 ”的假设是完全错误的，这是一个可以克服的认知问题 。然而 ，这种意识仍然没有达到应有的广泛程度
。

　　为什么会这样？一些植物
，如含羞草或捕蝇草，有非常具体的 ，看似反应灵敏的动作，动物的感官很难忽视。但大多数植物的行为
，甚至可能暴露出一种我们刚刚开始研究的智能，却完全没有被注意到 。

　　达尔文真正做的是用一种新的方式看待植物：从它们的角度来看 ，观察它们的运动和行为是如何对它们有益的。这是一个他从未完全放弃的计划
。

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　　关于作者：娜塔莉·劳伦斯是一位生活在伦敦的作家 、研究员和插画家。她是

　　植物智人：揭开植物智慧的面纱（2022年
，大桥街出版社），帕科·卡尔沃 。她是……的作者

　　魔法生物：我们的Mo名词及其含义(2024年,W&N)
。她是一名护士。

　　为天文台供稿 。来源：本文 ，“Spo

　　《自发的革命：达尔文的植物运动图》最初发表在《公共领域评论》上
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。如果您希望重用它，请参阅它是由独立媒体研究所的一个项目Earth | Food | Life为天文台制作的。