大腦是神經(jīng)中樞，是各類信息的集散地和加工場所。“大腦"在整體上“處于優(yōu)先位置"，“能夠發(fā)出指令"，并“通過指令（信號）傳遞指揮人體對外界刺激做出反應(yīng)"。植物有沒有大腦的功能？植物的“大腦"在哪里？
植物有沒有“大腦"？
植物有完整的信號傳遞系統(tǒng)：可以產(chǎn)生并通過化學(xué)信使（各類植物激素、乙?！㈦姴▊鬟f（動物神經(jīng)傳遞也通過乙酰和電波）等傳遞各類“指令"（信號）。
植物能夠?qū)ν饨绱碳ぷ龀龇磻?yīng)：快速而直觀的反應(yīng)，如含羞草受觸閉合、食蟲植物的捕蟲行為；緩慢而不太明顯的反應(yīng)，如植物對一定程度的干旱、鹽堿和病蟲侵襲的適應(yīng)性反應(yīng)。
含羞草
植物會有“意識"地選擇或?qū)ふ覍ψ约豪姆绞脚c策略：向光性、趨水性、趨肥性、干旱時氣孔關(guān)閉、大部分植物為防止近親繁殖而采取自花不親合的策略……
在微觀水平，植物和動物一樣，都能夠以“鈣離子"、“肌醇磷酸"等作為細(xì)胞“第二信使"。
從上述幾點看，植物能夠?qū)ν饨缱龀龇磻?yīng)，即“能夠發(fā)出指令，并通過指令（信號）傳遞，指揮個體對外界刺激做出反應(yīng)"，這是大腦的標(biāo)志性功能，從這方面看，植物應(yīng)當(dāng)是有“大腦"的，那么植物的“大腦"在哪里？什么器官具有的“大腦"功能？
根系是植物的“大腦"
主要體現(xiàn)在：根系在發(fā)育進(jìn)程中處于“優(yōu)先地位"；根系具有感知環(huán)境變化的能力，能夠產(chǎn)生多種信使（發(fā)出指令），并能夠通過信息傳遞（指令傳遞）調(diào)控地上部；根系比地上部發(fā)達(dá)。
一、根系在植物發(fā)育進(jìn)程中處于“優(yōu)先地位"，根系的優(yōu)先性主要體現(xiàn)于以下幾方面：
1、胚根早于胚芽分化，原胚頂部先分化出兩片子葉（營養(yǎng)庫），然后在兩子葉間分化胚芽，胚根已在原胚底部分化出。（動物胚胎發(fā)育中，大腦優(yōu)先分化形成）
2、種子發(fā)芽時，胚根先突破種皮伸入土壤（蘋果種子層積時也可發(fā)現(xiàn)）。
3、組培和扦插時先長根后長葉時容易成活。
4、檸檬環(huán)割后切口以上枝條停止生長，當(dāng)在潮濕的空氣中誘使切口上方長出根來，盡管并不吸收養(yǎng)分和水分，枝條又可繼續(xù)生長。
5、新栽幼樹“先蹲下來后站起來"（即先長好根再長地上部，緩苗期是根系的發(fā)育期）。
6、根系沒有自然休眠，早春根系先發(fā)育（早于地上部分）。
7、根系在土壤中生長，類似蠕蟲在土壤中穿行，根尖類似動物的頭部。
8、無根的枝條，其葉片氣孔失去了“晝開夜合"的規(guī)律：乙酰是一種神經(jīng)遞質(zhì)（動物神經(jīng)系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)信使的特定化學(xué)物質(zhì)），無根的枝條插在乙酰溶液中，“晝開夜合"的規(guī)律恢復(fù)，枝條長出根后該規(guī)律也恢復(fù)。
9、根系能夠合成并向外釋放大量信使分子（發(fā)出指令），幾乎所有的植物激素都能夠在根系合成，大多數(shù)情況下根系的激素濃度高于葉片，在外界刺激下根系激素的合成比葉片更快捷。
10、根系有眾多分枝，與土壤顆粒緊密交接在一起，稚嫩、敏感、活躍、更新快（可以無限進(jìn)行多次生長），沒有葉片的蠟質(zhì)保護(hù)層，更便于感知土壤的變化。根毛、根尖----植物的“觸須"、“探測器"
二、根系具有感知環(huán)境變化的能力，能夠產(chǎn)生多種信使（發(fā)出指令），并能夠通過信息傳遞（指令傳遞）調(diào)控地上部。
1、根冠信號傳遞
面對不良環(huán)境，植物并不是被動的受害者，它們具有對環(huán)境變化快速感知和主動適應(yīng)的能力。這一能力的實現(xiàn)需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的信號傳遞過程，大致有三個階段或環(huán)節(jié)：
一是感受細(xì)胞（根系）對原初信號（環(huán)境刺激）的感知轉(zhuǎn)導(dǎo)和反應(yīng)，結(jié)果產(chǎn)生胞間信使；
二是胞間信使在細(xì)胞或組織間傳遞，并最終到達(dá)受體細(xì)胞的作用位點；
三是受體細(xì)胞（葉片）對胞間信使的接受、轉(zhuǎn)導(dǎo)和反應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致受體組織中生理生化和功能的化組合，最終體現(xiàn)為植物對環(huán)境刺激或逆境的適應(yīng)或抗性。
2、根系能夠通過信息傳遞調(diào)控地上部
（1）柑橘長期處于土壤干旱環(huán)境中，即使葉片受到干旱傷害也不會脫落，而一旦復(fù)水解除干旱，葉片即紛紛落下。在大田和盆栽蘋果樹上也觀察到，長期受旱的植株很少落葉，但是久旱遇雨或灌水后，第二天就會在樹下發(fā)現(xiàn)大量落葉。究竟是什么原因?qū)е逻@種現(xiàn)象發(fā)生的呢？
導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因在于根系！根系控制了久旱遇雨或灌水后的葉片脫落。水分脅迫下（土壤干旱）根系合成了大量ABA，ABA在根中能夠誘導(dǎo)乙烯前體ACC的大量積累，遇雨或灌水后，ACC沿木質(zhì)部隨蒸騰流運到葉片，在葉片中ACC氧化成乙烯，通過乙烯使葉片落下。
（2）通常氣孔開放和葉片生長需要一定的葉水勢來維持，如果葉水勢下降，氣孔開度就會減小，葉片生長速率下降。但是在大田或土壤緩慢干旱條件下，常常發(fā)現(xiàn)地上部葉水勢還未下降，氣孔已逐漸關(guān)閉，葉片生長速率也逐漸下降。土壤干旱時通過根系加壓維持葉片原來的水勢，氣孔導(dǎo)度和葉片生長仍然受到抑制。對蘋果和櫻桃進(jìn)行分根干旱處理（同一株樹一部分根系施以干旱，另一部分充分供水）以維持地上部葉片水勢不變，依然得到了類似結(jié)果。如將受干旱的根系切除，則葉片生長恢復(fù)正常。這意味著什么？
這意味著根系受到干旱時能夠合成并輸出某些物質(zhì)，這些物質(zhì)通過木質(zhì)部蒸騰流輸送到地上部，從而調(diào)節(jié)葉片的生理變化。
三、植物根系比地上部發(fā)達(dá)，根系的建造和代謝比地上器官需要消耗更多的物質(zhì)和能量。
動物大腦比其他器官更發(fā)達(dá)，耗氧、耗能更多，如大腦有復(fù)雜的功能分區(qū)、消耗的氧氣占全身耗氧的20％。植物根系遠(yuǎn)比地上部發(fā)達(dá)，在土壤適宜的條件下，多數(shù)植物的根系體積和分布空間遠(yuǎn)大于地上部；建造根系的同化物也高于建造葉片，根系代謝活動消耗的物質(zhì)和能量同樣比葉片高。
文章作者：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)楊洪強
