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植物互助对付毛虫 地处北欧的斯堪的纳维亚半岛森林茂密，郁郁葱葱。每年秋天，都会有铺天盖地的灰蛾涌向这里，并把卵产在桦树的树枝上；到了来年春天，孵化出的毛虫正好可以品尝桦树的嫩叶。看起来，毫无防备的桦树在这场战争中注定要扮演失败者的角色。 然而，桦树不会这么轻易就范的，一些桦树有着自己的秘密武器，它们和邻近的另一种植物结成了同盟。这种杜鹃类植物当周围有桦树的时候，就会更多地释放出一种挥发性的杀虫物质，桦树的叶片会吸收并重新释放出这些物质，从而让毛虫难以靠近。 过去，人们虽然知道植物之间存在着某些联系，但是对此了解不多。现在科学家们发现，植物之间的互动极其精巧和复杂，远超出人们的想象。植物既不能搞聚会也不能结伴去看电影，但是在它们之间的确存在着社交网络。它们会互相帮助，也会互相争斗。植物们无时无刻不在倾听着其他植物用化学语言所讲的话，通过这些语言，一些植物会通过分享某些资源来帮助自己的邻居；也有些植物则可以辨认自己的亲戚并帮助它们，对那些没有血缘关系的陌生者则置之不理。还有一种寄生植物菟丝子，则是靠嗅探其他植物释放出的化学物质找到寄生对象的。 地下的互助网络 原来，在森林的地表下，每一汤匙的泥土中都有数百万个微生物。这些细菌和真菌与植物的根形成了共生的关系，帮助植物吸收水和氮之类的重要元素，并从植物那里获得营养物质作为回报。科学家们发现，真菌的菌丝会把十几棵分属不同种类的树的根系连接在一起，形成一整张真菌菌根网络。这张在地下蔓延的网就是一个真正的社交网络，科学家追踪碳的同位素在网络中的移动，发现水和营养物质会从那些营养过剩的树输送到营养不良的树。例如，在加拿大温带针叶林区，年老的道格拉斯冷杉会把富含碳和氮元素的分子输送给同种类的年幼树苗，那些从网络中得到好处最多的树苗长势也最好。 除了分享食物，植物根部的真菌网络还可以让植物们分享信息。生物学家们过去就知道，有的植物受到攻击的时候，会向空气中释放化学信号，周围的其他植物接到信号后就会作出反应。例如，当毛虫啃食一株番茄的时候，番茄的叶子中就会制造出有毒的化合物，既为自己驱赶侵略者，也提醒邻居们做好防御的准备。现在，他们发现，这样的化学预警信号如果在空气中传播受阻，也可以通过地下网络传播。研究人员让几株番茄感染上一种致病真菌，然后用密闭的塑料袋把患病的番茄罩住，使番茄无法通过空气传播预警信号，这时植物根部的真菌网络开始发挥作用了，把信息传递给周围的另外几株番茄，周围的番茄开始制造用于防御病害的化学物质。 植物也懂得亲疏远近 植物不但能进行社交活动，也懂得亲疏之分。生物学家发现，有些植物能够辨认出自己同种的成员，与之合作互助互利。斑点矢车菊就是一个很好的例子，当它们接到化学信号的警告时，会视周围邻居不同做出不同的反应。生物学家把斑点矢车菊分别种植在两个温室中。在其中一个温室中，周围也都是同样的矢车菊，而在另一个温室中，周围则都是爱荷达羊茅。然后，生物学家人工伪造矢车菊的化学警告信号，第一个温室中的矢车菊很快做出反应，在叶片中制造毒素用于防御；而在第二个温室中，周围都是羊茅的矢车菊也有反应，但却不是防御，而是加快茎叶的生长。 矢车菊这样的分辨能力当然是必要的，在矢车菊生长的天然环境中，聚集在一起的单一品种植物会引来大量昆虫大快朵颐，所以和其他矢车菊合作抗敌有助于保存自己。而当周围都是羊茅的时候，就不如让邻居独自去防御虫害，自己集中精力生长抢占地盘。不过，矢车菊到底是怎么认出自己的同类的，对生物学家来说还是一个谜，可能也是通过地下社交网络来识别的吧。 还有的植物对“自己人”的限定更加严格，同种的都不行，必须要有亲缘关系才可以。加拿大科学家发现，一种生长在北美五大湖沿岸的野草——海南芥，可以辨认出自己的亲戚。当一些没亲缘关系的海南芥种在同个花盆中时，它们会毫不迟疑地扩展自己的根系，互相争夺更多的水和养分。然而，当亲缘关系很近的海南芥种在同一个花盆中的时候，它们都表现出了对生长欲望的克制，不再肆意扩展根系，而是合理共享资源。 海南芥不是孤例，拟南芥、凤仙花也能辨认出亲戚。这说明植物也像动物一样，会帮助自己近亲更多繁衍后代。这种利他行为是有其道理的，亲属之间共享了部分的基因，帮助亲属繁殖也就等于增加让自己的基因传递下去的机会，所以即使有时会损害自身利益也在所不惜。 植物社交与新农业 看起来纹丝不动、沉默寡言的植物竟然有着复杂的社交网络，能够相互识别、互相沟通，这有没有让你感到惊讶呢？生物学家说，其实回头想想的话，倒也没必要大惊小怪，毕竟连单细胞生物都能对彼此做出反应，植物能够交流又有什么出奇的呢。 既然植物之间存在着如此复杂的社交网络，人类是否能够利用这些网络做些什么呢？没错，科学家们研究植物的相互作用并不只是为了好玩，这类研究有着很重要的实用价值，尤其是对于农业而言。 一个显而易见的应用方向就是各种作物的混合栽培，例如间种、套种等。把不同的农作物种在一起，有时会起到诸如驱赶害虫、吸引蜜蜂授粉或是增进养料吸收等有益作用。在数千年的文明史中，人类曾通过反复试验摸索出了一些混合种植的规律，例如，美洲的原住民就把玉米和豆类种在一起，豆科植物可以固氮促进玉米生长，而玉米则可以作为豆类攀爬的支架。而现在我们不必再盲目摸索，通过对植物社交网络的研究可以帮助人们找到新的混合种植规律，未来可能不再有一望无际的麦田或稻田，代之以不同作物混杂在一起的人造丛林。 另外，在农林业中，我们需要注意保留植物根系之间的真菌网络。例如在速生的人造林中，不能急于砍伐掉所有长成的树木，保留一部分成年树可以让它们通过真菌网络帮助幼年树苗生长；而农民在施肥和灌溉的时候也要轻巧一些，不要破坏了土壤中植物根系之间的真菌网络。 |
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