本文來自微信公眾號：SF 中文 （ID：kexuejiaodian），作者：SF

植物沒有眼睛，但是也可以感知光線。就像植物細胞具有全能性 —— 植物每個部位的細胞都有培育出完整植株的潛力，植物的全身都有“光感受器”，都可以感知光線，整個植株就相當于一個“復眼”。

太陽光既是植物的養分，也是影響其生長、發育的重要環境因素。科學家將植物視覺定義為植物對光的感受能力，打破了必須要有眼睛或光感受器才有視覺的“動物視覺定式”。

近日，北京大學地球與空間科學學院林沂研究員帶領的團隊在 Advanced Science 上發文，提出了新的植物視覺假說 —— 植物視覺功能-結構復眼模型。此前，也有科學家利用視覺的概念解釋植物向光性等行為，但新研究是首次將植物看成一個整體研究其視覺功能。

用昆蟲復眼類比植物視覺

植物視覺是植物學和視覺科學的一個新穎的跨學科分支，其研究可以解決一些關于生命本質的令人困惑的秘密。

早些時候，科學家觀察到植物傾向于朝向陽光的方向生長，并將這種效應稱為向光性或“逃避陰影”。除此之外，我們熟悉的向日葵朝向太陽、牽牛花天亮的時候開花、睡蓮在傍晚合上花瓣等現象，其實都是植物視覺的表現。

隨著技術條件的提高，科學家發現了許多光感受系統（又稱光受體），可以對不同的光色作出不同反應，如光敏色素、隱花色素和光敏素等。

2016 年，科學家發現，通過基于單眼的視覺能力，就可以利用一種植物的葉子模擬另一種植物的葉子的行為。這顯然是對植物視覺的更細致的研究了。

由于人類和高級動物的眼睛具有透視功能，結構復雜，因此，科學家在研究植物視覺的時候，會將其與低等動物 —— 昆蟲 —— 的視覺系統進行比較，并試圖理清其中的演化思路。

多種昆蟲都具有復眼視覺系統。利用復眼，昆蟲可以獲得極大的視野，以及低像差、低失真、高時間分辨率和無限景深的畫面。而植物的分枝、卷須、樹干，甚至新長出來的枝條都有光受體，因此，在新研究中，科學家大膽地將植物視覺與昆蟲的復眼系統類比。

植物復眼視覺具有分層性

在這項研究中，科學家認為不同大小的莖、枝、葉相當于復眼的“小眼”。每個“小眼”都具有多個單元，可以分別感知紫外光、藍光、綠光、紅光、紅外光以及偏振光等。

植物本身就有分層分枝的結構：枝干會分叉，花瓣、葉片也是一層層地生長。同樣地，復眼感應模式也是分層的。一片葉子上的兩個相鄰的部分是一個層次，植物整體也是一個層次。

人類的眼睛感受到視覺圖像后，會利用視覺神經將信息傳遞給大腦。同樣地，植物也有信息傳輸和處理的過程。科學家發現，植物信息傳輸的過程也分層次，一片葉子上的兩個相鄰部分之間的溝通是一個層次，基于植物本身的分枝的信息傳遞也是一個層次。

另外，樹冠羞避（crown shyness）是一種植物生理行為，在這項研究中，科學家觀察到了針對特定刺激，樹冠在水平、垂直兩個方向上都存在反應。這個結果在功能上符合復眼視覺模型的全景可見性。

復眼視覺系統與智能算法

我們可以認為植物的視覺系統是由藻類的視覺系統過渡而來，在這個過程中，要實現視覺功能的提升，就需要視覺信息傳遞和處理路徑的升級，也就是群體智能算法的優化。

除了在這項研究中模擬的樹冠羞避行為，新模型在未來或許還可以解釋感知光衰減、實現負向光性和定位寄主植物等復雜行為。

也就是說，植物視覺功能-結構復眼模型一方面可以追溯生物的視覺演化過程，一方面又可以為未來科技提供靈感，帶來智能算法或者仿生學上的突破。

參考文獻：

• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202303399

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的植物也有视觉？北京大学科学家提出整个植物就相当于一个“复眼”的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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