植物真能聽見音樂？

房裕東

有一位印度科學(xué)家每天在自家院子演奏小提琴，他發(fā)現(xiàn)，在光照、溫度和濕度一致的情況下，長在院子里的植物比長在院子外的植物更茂盛，由此他認(rèn)為，可能是美妙的小提琴音樂促進(jìn)了院子里植物的生長。

類似這樣“植物能聽見音樂”，甚至能“聽懂音樂”的說法有很多，但真正關(guān)于植物聽覺方面的科學(xué)研究卻很少，某些“實(shí)驗(yàn)”不過是由音樂愛好者和科學(xué)愛好者完成的。從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)角度來看，這些“實(shí)驗(yàn)”在條件的控制、對照的設(shè)置等方面都存在一些問題，不能輕易地根據(jù)這些“實(shí)驗(yàn)”來下結(jié)論。

植物聽覺方面的科學(xué)研究始于生物學(xué)家達(dá)爾文。達(dá)爾文試圖通過對著含羞草演奏大管來促進(jìn)它的葉子閉合，結(jié)果沒有成功。達(dá)爾文在實(shí)驗(yàn)記錄中說，這真是一個(gè)“愚蠢的實(shí)驗(yàn)”，他認(rèn)為植物根本就“聽不見”音樂。

20世紀(jì)60年代，女中音歌唱家雷塔拉克·多羅西的一項(xiàng)研究再一次吸引了公眾的關(guān)注。為了完成學(xué)分，雷塔拉克在音樂學(xué)院進(jìn)修時(shí)選修了“生物學(xué)概論”這一課程，并寫成了《音樂之聲與植物》一書。雷塔拉克堅(jiān)信，優(yōu)美的古典音樂可以讓自然達(dá)到和諧，促進(jìn)植物的生長；而嘈雜的搖滾樂則會抑制植物的生長。為了證明這一觀點(diǎn)，她選取了幾株不同種類的植物，分別將它們置于滾動播放著古典音樂和搖滾樂的環(huán)境中。幾周之后，她發(fā)現(xiàn)，“聽”搖滾樂的植物生長狀態(tài)明顯變差，葉子萎蔫枯黃；而“聽”古典音樂的植物生機(jī)勃勃，綠意盎然。于是她得出結(jié)論：“聽”古典音樂的植物比“聽”搖滾樂的植物長得好。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有對照，結(jié)果也與眾人的認(rèn)知相符，看上去似乎沒什么問題，因此雷塔拉克的結(jié)論一經(jīng)報(bào)道就迅速引起了大家的關(guān)注。不過，若是從科學(xué)研究的角度看，這個(gè)實(shí)驗(yàn)其實(shí)存在諸多問題：實(shí)驗(yàn)前，沒有比較這些植株原本的生長狀況；實(shí)驗(yàn)使用的植株數(shù)量太少，無法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；沒有對實(shí)驗(yàn)過程中的水分、光照、溫度等條件進(jìn)行嚴(yán)格的控制；實(shí)驗(yàn)無法重復(fù)（雷塔拉克自己和其他專業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室都無法重復(fù)相同實(shí)驗(yàn)以得出相同結(jié)論）。因此，雷塔拉克的這一實(shí)驗(yàn)不能算嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果也不能說明問題。

還有一個(gè)更有趣的實(shí)驗(yàn)——給玉米種子“聽”不同的音樂以觀察種子萌發(fā)率的變化。實(shí)驗(yàn)者將同一批收獲的、遺傳背景完全相同的玉米種子隨機(jī)分成三份：一份置于沒有音樂的音箱中，一份置于播放古典音樂的音箱中，一份置于播放搖滾樂的音箱中。幾天之后，實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)，相比于第一份種子，后兩份“聽”音樂的種子的萌發(fā)率都有了明顯的提高，不過萌發(fā)率的差別并不大。出于嚴(yán)謹(jǐn)性的考慮，實(shí)驗(yàn)者重復(fù)做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。這一次他們又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)小細(xì)節(jié)：持續(xù)播放音樂的兩個(gè)音箱，表面溫度都比較高。也就是說，實(shí)驗(yàn)中不僅有音樂這一變量，還有熱源這一變量。果然，在將三個(gè)音箱的表面溫度控制在相同條件下之后，三份實(shí)驗(yàn)中的玉米種子的萌發(fā)率就沒有了明顯區(qū)別。

實(shí)際上到目前為止，符合科學(xué)規(guī)范的相關(guān)實(shí)驗(yàn)均不能證明植物可以對外界的音樂做出反應(yīng)。在科學(xué)上，我們目前仍然認(rèn)為植物是不具備聽力的。

2012年的一項(xiàng)研究顯示，對著種有玉米的盆的一側(cè)持續(xù)播放同一頻率的聲音，玉米的根尖會朝著聲源方向彎曲，且彎曲程度與聲音的頻率相關(guān)。這項(xiàng)研究能不能證明玉米能聽見音樂呢？其實(shí)，包括玉米在內(nèi)的某些植物，之所以會對部分聲音做出反應(yīng)，是由于特定頻率的聲音與植物細(xì)胞內(nèi)部的固有頻率相近，從而使細(xì)胞整體發(fā)生共振。共振使得細(xì)胞的狀態(tài)發(fā)生改變，時(shí)間一長，便表現(xiàn)出了肉眼可見的彎曲效果。換句話說，植物并不是主動在“聽”，而是被動感受到“振”，所謂的植物對聲音有反應(yīng)，其實(shí)是它被一浪高過一浪的聲波給“振”出來的。

為什么植物不能主動對聲音做出反應(yīng)呢？其實(shí)這并不難理解。對于動物來說，聲音是周圍環(huán)境變化的即時(shí)信息，動物可以根據(jù)聲音判斷出環(huán)境中是否存在危險(xiǎn)，從而決定是躲避還是戰(zhàn)斗；而植物幾乎是不能移動的，對環(huán)境信息做出反應(yīng)也需要相對較長的時(shí)間。對植物來說，依賴聲音獲得的即時(shí)信息并沒有什么用處，它們自然就不必消耗能量對聲音做出反應(yīng)了。

發(fā)表在美國《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)科學(xué)研究顯示，1000赫茲的正弦波聲音刺激可以增強(qiáng)葡萄培養(yǎng)細(xì)胞和田間葡萄漿果皮中的花青素的積累。研究人員認(rèn)為，之所以出現(xiàn)這種變化，是因?yàn)槁曇粽駝哟碳ち似咸训募?xì)胞膜。聲音振動以細(xì)胞膜為目標(biāo)，并通過細(xì)胞骨架或離子通道喚起信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)。同時(shí)，鈣離子可能作為聲音振動的次要信使，通過磷酸化/去磷酸化將信號傳遞給其他信號蛋白或轉(zhuǎn)錄因子。聲音振動還通過染色質(zhì)重塑調(diào)節(jié)基因表達(dá)，被聲音振動激活的基因表達(dá)導(dǎo)致了植物的生理和發(fā)育改變。不過，該項(xiàng)研究結(jié)果無法證明與葡萄藤中其他生理變化相關(guān)的任何結(jié)果?？紤]到在田間試驗(yàn)中，聲音刺激對葡萄的生長發(fā)育并沒有產(chǎn)生負(fù)面的影響，所以為了達(dá)到增加花青素含量的目的，用聲音對葡萄進(jìn)行相應(yīng)刺激，可能將成為葡萄栽培中的一項(xiàng)創(chuàng)新型實(shí)用技術(shù)。

科學(xué)研究是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，每一個(gè)結(jié)論都要有堅(jiān)實(shí)的證據(jù)支撐，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)都要有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、精確的對照、多方面控制變量、多次重復(fù)、統(tǒng)計(jì)分析等一系列科學(xué)的方法來支撐。并不是所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都符合我們的預(yù)期，眼見也不一定為實(shí)。當(dāng)我們在各種媒體上看到令人或驚訝或驚喜的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果”時(shí)，首先要想一想這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不是具備科學(xué)研究的要素，進(jìn)而判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果到底真實(shí)與否。

●丁丁 薦自《百科知識》