植物也有「神經」？研究發現葉子受傷 傳訊蛋白質與人腦極為相似
研究顯示，植物雖不會痛，卻能透過電訊號與類似神經的蛋白質感知傷害，並把訊息傳到全株，啟動防禦反應。AI摘要
文章摘要整理：
植物能感知到觸碰，但不會感到疼痛。它們也不會做出主動反應。我們對觸碰和疼痛的感知是主觀的，因人而異。輕輕的一個觸摸，對一個人來說是愉悅的，但對另一個人來說，就可能是煩人的騷擾。
這種主觀性取決於很多因素，例如遺傳差異，能導致每個人打開離子通道所需的壓力閾值不同，或是把觸碰的感覺與恐懼、驚慌、悲傷等連結在一起的心理差異等等。後面所說的這種心理連結，可以加劇我們的生理反應。
植物不受這些主觀因素的限制，因為它沒有大腦。但植物能感受到機械刺激，可以藉由獨特的方式，對不同類型的刺激做出反應。這些反應不是為了幫助植物避免疼痛，而是為了調節發育，以便能最好地適應周邊環境。
番茄葉子受傷不會喊痛！但會發「電報」向全株傳訊
對此，里茲大學的戴安娜．鮑爾斯（Dianna Bowles）及其研究團隊，找到了一個驚人的事例。早期研究顯示，單單弄傷番茄的一片葉子，就可以引發同一植株上其他未受傷葉子的反應（這和第2章講述的研究結果類似）。反應之一，就是一種叫做「蛋白酶抑制劑」的基因在完好葉子中的轉錄。
鮑爾斯對從受傷葉子到未受傷葉子的訊號很好奇，想了解其本質。廣為接受的說法是，受傷葉分泌了一種化學訊號，通過其葉脈，傳送到了植株的其他部位。但鮑爾斯猜測，這個訊號是電訊號。
為了檢驗她的假說，她用燒熱的鋼塊灼燒一片番茄葉，然後發現在同一植株上，離受傷葉有一段距離的地方，可以檢測到電訊號。即使用冰來冷卻連接葉和莖的莖狀結構（叫做「葉柄」），植株仍能察覺到這個訊號。
她發現，冰鎮葉柄可以阻止從葉到莖的化學物質流動，卻不能阻止電流。更何況，當她用冰冷卻受傷葉的葉柄時，未被處理的葉子仍在轉錄蛋白酶抑制劑基因。
葉子不會感到疼痛。番茄對熾熱金屬的反應，不是逃離，而是警告其他的葉子：周圍環境中存在潛在的危險。
鮑爾斯的研究發表於1992年，刊登在知名期刊《自然》上。不過，雖然她得出結論，認為植物會使用長距離的電訊號作為對受傷的反應，而這顯然與動物的神經訊號傳遞有類似之處，但是坦白說，這個結論並沒有被科學界普遍接受，就像鮑德溫當初發現植物間的揮發性化學物質通訊之後，學界一開始也沒有接受他的研究結果。
葉子被蟲咬就像觸動保全系統？植物的「傳訊零件」竟與人類神經相似
在鮑爾斯有關電訊號的研究發表20年後，瑞士洛桑大學教授泰德．法默（Ted Farmer）發表了一項研究，明白無誤地證明植物可運用「類似神經」的機制來感知昆蟲。
研究團隊中的年輕科學家發現，在害蟲嚼食阿拉伯芥的葉子，或是科學家手動傷害一片葉子時，在傷葉裡會產生電流，沿著葉子向下擴散到達莖中，再進入鄰近的葉裡。一旦電訊號到達它的目的地──未受傷的葉子──訊號就得到解碼，引發葉子製造茉莉酸以作為防禦激素。
不過在我看來，這項研究最重要的地方在於，不光是葉與葉之間的電訊號，就連其中對此訊號的擴散扮演著關鍵作用的蛋白質，都與人類神經元突觸中的那些蛋白質高度相似。
換句話說，葉子的受損會誘發一個電訊號，其傳播既依賴於鈣離子和鉀離子之類的離子，又依賴於與人類神經受體非常相似的蛋白質，而且植物知道如何把這種訊號轉化為行動──製造防禦激素。
作為固著、生根的生物，植株不能退縮或逃脫，但它們能改變新陳代謝，去適應各式各樣的環境。儘管在生物體層面，植物和動物對於觸碰和其他物理刺激的反應方式不同，但在細胞層面，引發的訊號卻高度相同。
植物細胞受到的機械刺激，正如神經細胞受到的機械刺激一樣，能引發細胞內外離子條件的改變，進而引發電訊號。此訊號可以在細胞間傳遞，並在包括鉀離子和鈣離子在內的離子通道、鈣調素，及其他植物組成部分的協調活動中發揮作用，這也和動物極為相似。
我們的耳朵中，還能找到一種專門的機械感受器。如果植物因為具備和我們皮膚中的機械感受器相似的感受器，而能夠感知觸覺，那它們是不是也能藉由和我們耳朵中的機械感受器相似的感受器來感知聲音、產生聽覺呢？
文章指出植物不具大腦與神經，因此不會像人類一樣主觀地感到疼痛；但它們能感知觸碰與機械刺激，並以不同於動物的方式調節生長和防禦。 研究顯示，番茄葉子受傷後會產生電訊號，沿著葉柄與莖向外傳遞到其他葉片，進而誘發蛋白酶抑制劑等防禦基因轉錄，提醒全株注意危險。 因為植物受傷時的訊號傳播依賴鈣離子、鉀離子與相關蛋白，且其中一些蛋白與人類神經元突觸中的蛋白很相似，顯示兩者在細胞層級有共通性。精華 FAQ
- 本文摘自：《植物的感官世界》
- 出版社：寶瓶文化
- 出版日期：2026 年 3 月
