植物間的秘密對話

徐峰

1983年，科學(xué)家們公布了一項和植物“對話”有關(guān)的驚人發(fā)現(xiàn)：樹木可以彼此提醒食葉昆蟲即將到來。簡單的結(jié)論引起了全世界主流媒體的關(guān)注，包括《科學(xué)》雜志在內(nèi)，都在討論這些“會說話的樹”。對話是人類自我表達、溝通的能力，樹木真的能像人類一樣“對話”嗎？它們是如何實現(xiàn)“對話”的？又在“說”些什么呢？

盡管樹木等植物不能運動，無法選擇更好的生存環(huán)境，但為了應(yīng)對外界變化，調(diào)節(jié)生長，它們每時每刻都在觀察著周圍的環(huán)境，不斷與“同伴”和環(huán)境“對話”，以提高自身的抵抗能力和適應(yīng)能力。

依靠嗅覺傳遞化學(xué)信號

植物可以釋放乙烯、水楊酸甲酯、茉莉酸甲酯、生物源揮發(fā)性有機物等氣體，這樣植物不僅能聞到自己的氣味，還可以聞到鄰近植物的氣味。正是通過空氣傳播這些化學(xué)信號到鄰近植物，實現(xiàn)了植物相互間的快速聯(lián)絡(luò)。

金合歡樹會釋放乙烯向鄰近同伴傳遞信息

非洲金合歡是長頸鹿的珍饈，為了擺脫這種草食性的龐然大物，金合歡通過釋放乙烯向鄰近的同伴傳遞不速之客來襲的信息，并且?guī)追昼妰?nèi)就可以在葉子里散布毒素實現(xiàn)自我防衛(wèi);而長頸鹿也非常聰明地選擇逆風(fēng)處100米開外的、毫無警覺的其他金合歡大快朵頤。類似的情景同樣出現(xiàn)在山毛櫸、云杉或榿木等植物上，鄰近的植物通過嗅覺“對話”，獲得關(guān)鍵信息，保護自身。

電子傳信，互通警情

1989年，物理學(xué)家瓦格納通過實驗找到了植物之間溝通的證據(jù)，并把植物之間相互交流的語言媒介稱為“W波”?！癢波”是一種電脈沖，這種脈沖信號傳送反應(yīng)速度和人類的毫秒級比起來慢很多，約為3秒/英尺（1英尺=0.3048米）。當(dāng)植物接收到“W波”時，它們會花上一小時時間把防衛(wèi)物質(zhì)送到葉子里，破壞敵人的胃口。比如橡樹，每當(dāng)危險發(fā)生時，它們就會以電子信號的形式傳遞信息，通過脈管將苦澀且具有毒性的單寧酸送到葉片和樹皮中，以驅(qū)趕敵人。

樹木的反應(yīng)本來就慢，但這已經(jīng)是最快的速度，全然不會妨礙一棵樹不同部位間的協(xié)同運作。同時，這種電子信號還可以實現(xiàn)植物體內(nèi)部的上傳下達，更可以通過葉子帶有某一目的、專門配置的氣味向外傳送，實現(xiàn)復(fù)合型“對話”。

來自地下的“互聯(lián)網(wǎng)”菌根情報站

植物也可以通過在地下連成一體的根部傳遞信息。植物的根含有不同的細胞類型，細胞與細胞間發(fā)生著廣泛的信號交流，猶如人類的“對話”。作為細胞間“交流”的信號，如何才能讓一個細胞分泌的“根分生組織生長因子”被另一個細胞識別呢？研究發(fā)現(xiàn)，這個接收該信號的“天線”就是另一個細胞表面的特異受體蛋白。

樹木根系的范圍通常是樹冠的兩倍，其為了確保信息能夠快速傳遞，多數(shù)情況下會借助真菌。每一棵樹都有好幾種真菌可供選擇，而且真菌之間會顧慮彼此平衡和諧的關(guān)系。菌絲在土壤中穿梭，在分子級別和植物根部尖端相互交聯(lián)。植物的根和真菌相互結(jié)合，形成了菌根。由此，植物個體在地下經(jīng)菌絲網(wǎng)絡(luò)相互連接在一起，這是一系列紛繁復(fù)雜的協(xié)作結(jié)構(gòu)，被稱為樹林萬維網(wǎng)。菌絲密布交織，其作用就像網(wǎng)絡(luò)光纖一樣把整座森林聯(lián)結(jié)起來，樹木和菌絲互相調(diào)節(jié)、互相補充，不斷交換著害蟲、干旱等危險消息，顧慮彼此，創(chuàng)造了均衡和諧的關(guān)系。

特異受體蛋白

復(fù)雜的視覺系統(tǒng)完成天空中的拼圖

盡管植物沒有眼睛，但視覺卻比人類復(fù)雜得多。比如果樹、柳樹或者栗子樹雖然會利用嗅覺信號讓自己得到青睞，但其花色、花粉和花形等也在邀請蜜蜂上門來補充能量，順便幫忙授粉。

在一些特定樹種中存在著一種非常有趣的自然現(xiàn)象。森林中的大樹挨得太近，長在上面的樹冠難免會遮擋住陽光，因此新長出來的樹冠會自動跑到樹冠之間的縫隙中去，這樣即使空間非常擁擠，但相鄰的最高層的樹木樹冠并不交叉重疊，而是各自占據(jù)一塊空間，相互避開，彼此禮讓著生長，形成了一條條彎彎曲曲的空隙帶，從下方仰視，就像天空的拼圖。這個現(xiàn)象被稱為樹冠羞避。

菟絲子

多措并舉多種方式來對話

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，植物對聲音敏感。植物的根部能夠發(fā)出輕響，聲音頻率約220赫茲;給植物播放頻率220赫茲的聲響，幼苗的頂端就會往聲音源的方向生長。難道植物真的可以通過聲波來交換信息嗎？來自英國的研究證實，植物細胞內(nèi)納米力學(xué)水平的聲信號在發(fā)揮著作用，如氣候干旱時松樹和櫟樹會發(fā)出超聲震動。

除此之外，植物物種間的信息溝通研究現(xiàn)已延伸到了遺傳分子水平。如菟絲子會把自己附著在寄主植物身上，并將長出的附屬器官深插到寄主植物的維管系統(tǒng)中，和寄主使用messager RNA（mRNA）在細胞之間傳遞遺傳信息。因此，這項研究可以說是隱藏著提高糧食生產(chǎn)效率的新思路。

植物其實并不是我們印象中一直靜靜地立在那里，它比我們想象的要活躍得多。就像人的表達能力各異一樣，植物間也存在表達能力的差異，這也就解釋了為什么有些害蟲會專門找衰弱的植物個體。現(xiàn)如今，科學(xué)家正逐步參與到人類與植物的“對話”之中，從而實現(xiàn)人與植物的互相溝通，為建立充滿和諧關(guān)系的地球生命共同體而努力。