植物也懂得何時要「放手一搏」！

撰文｜葉綠舒

大家都聽過一句英文俗諺：「You've got nothing to lose.」，就是說當眼前的東西所剩無幾，賭一把如果贏了是賺到，輸了也沒差的時候，反正再輸也不過就是跟眼前一樣糟，很多人就會賭一把了。過去對動物的研究發現，當動物在身處於匱乏狀況時，會比較傾向於賭一把。反正，最差也就是這樣了！

那麼，植物也會嗎？過去很多人都認為，植物沒有大腦，應該沒有辦法做這種複雜的決定吧？

不過最近這些年有越來越多的研究顯示，雖然植物沒有大腦，但是植物並不笨喔！在商週出版的「植物比你想的更聰明」裡面，有非常多的例子。而最近由以色列的研究團隊所發表的研究，更進一步證明了：植物比我們想得要聰明太多了。

●植物也懂得「放手一搏」嗎？
研究團隊為了要了解植物是不是會也懂得「放手一搏」，他們選了植物最在乎、也最容易缺少的養分：氮肥。氮是植物最容易缺乏的礦物質之一，但是偏偏氨基酸、核酸、以及一些碳水化合物的合成都少不了氮。

植物只可以用兩種形式來吸收氮：銨（ ，ammonium）與硝酸根（ ，nitrate）。由於高量的銨對植物會產生毒性，所以植物只能吸收較多的硝酸根。但是土壤的顆粒是帶負電的矽酸鋁，而硝酸根也帶負電，同性相斥的結果造成它很容易流失。因此，植物時時都在監控土壤中的氮素濃度。

研究團隊先測量出豌豆（Pisum sativum）對氮肥最有反應的濃度區域，然後把每株豌豆的根系分別種在兩個半盆裡，一個半盆給予定量的氮肥，另一個半盆則給予不定量的氮肥。定量的氮肥分成三種不同的濃度：低（0.005 g／L）、中（0.010 g／L）、高（0.150 g／L）。而給予不定量氮肥的那半盆的變化分別為：

（一）低變化組：增加或減少0.005 g／L；也就是說，低定量組的豌豆的不定量半盆，每週得到的氮肥會在三個不同的濃度之間變化：完全沒有氮肥、0.005 g／L、0.010 g／L；而中定量組豌豆的不定量半盆，則是0.005 g／L、0.010 g／L、0.015 g／L；高定量組則是0.155 g／L、0.150 g／L、0.145 g／L。

（二）高變化組：增加或減少原來給予定量的一倍。由於低定量組已經很少了，所以低定量組就沒有高變化組。中定量組則是0.020 g／L、0.010 g／L、沒有氮肥；高定量組是0.300 g／L、0.150 g／L、沒有氮肥。

氮肥每週給兩次，濃度的變化是隨機的，但平均濃度等於所屬定量組的濃度。這樣養12週以後，分別測量兩個半盆的根系，看哪一邊長得多。

●結果發現：
（一）當定量的那半盆裡面氮肥的濃度低時（低定量與中定量組），豌豆會傾向於把較多根系投資在不定量的那半盆裡；這個現象尤其在中定量高變化組非常明顯喔！而當定量的那半盆裡面氮肥的濃度足夠時（高定量組），即使在高變化組裡面，雖然有時會完全沒有氮肥，但是豌豆還是會選擇把根系投資在定量的這半盆裡面了（豌豆OS：常常可以吃飽，就不用冒險去投資了）。

（二）比較最後的收穫也發現，當氮肥明顯不足（低定量組）的時候，植物會投資較少在種子與豆莢上；只有在氮肥較為充足（中定量高變化組與高定量所有組別）時，植物才會提高對種子與豆莢的投資。也就是說，雖然傳宗接代很重要，但是當自己都吃不飽的時候，還是先顧「腹肚」要緊；不過，當養份大致上充足的時候，即使有時會挨餓（中定量高變化組），植物還是決定要投資較多在孩子身上。

不過，看到這結果，就讓我們更進一步的瞭解到：雖然植物沒有大腦，但是它還是會思考，也還是會賭一把呢！

參考文獻：Dener et al., Pea Plants Show Risk Sensitivity. Current Biology (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.05.008

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作者：葉綠舒　慈濟大學生命科學系助理教授，科教中心特約寫手，從事科普文章寫作。