親子科學(xué)時(shí)光

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孤木不成林，森林中的樹木并不像表面看來那樣孑然獨(dú)立。它們通過某種特殊的網(wǎng)絡(luò)傳遞信息、分享食物，甚至向競爭對手發(fā)起攻擊。

跟隨科普作家陶穎，一起傾聽植物的竊竊私語吧。

地下菌根網(wǎng)絡(luò)

樹木依靠樹根將自身固定于土壤之中。大多數(shù)樹木的根內(nèi)部以及周圍都生長著真菌菌絲，這種由樹根與真菌組成的共生體被稱為菌根。菌根盤根錯(cuò)節(jié)，編織成了一張網(wǎng)，將生活在鄰近區(qū)域的眾多樹木連接在一起，并且可像互聯(lián)網(wǎng)那樣傳遞信息，有科學(xué)家形象地將這種網(wǎng)絡(luò)稱為“樹聯(lián)網(wǎng)”。

據(jù)估計(jì)，90%的植物都擁有菌根真菌。樹木與真菌相互依存，真菌為樹木提供來自土壤的水分與養(yǎng)分，而樹木則“回報(bào)”真菌以糖，兩者是一種互利共生的關(guān)系。相較于沒有菌根的樹木，有菌根的樹木健康狀況更好。菌根的真菌還能促進(jìn)樹木免疫系統(tǒng)發(fā)展，有助于森林的繁盛。

林間密語

人們曾以為，真菌與植物只是通過菌根進(jìn)行簡單的養(yǎng)分交換而已。但是，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，其中還存在更深層次的交互作用。菌根網(wǎng)絡(luò)將樹木連接了起來，實(shí)現(xiàn)了樹木之間水分、碳元素以及無機(jī)鹽的相互傳送。

植物通過光合作用將陽光轉(zhuǎn)化為生長所需的能量，即糖等碳水化合物，缺乏光照會導(dǎo)致植物的光合作用能力下降。在一項(xiàng)研究中，科學(xué)家對被成年樹木環(huán)繞的小樹苗做了遮光處理。按理說，這些樹苗會因光照不足而無法獲得足夠的養(yǎng)分，但實(shí)際上它們吸收的養(yǎng)分不降反升。科學(xué)家推斷，這是周圍的成年“母樹”將自身的養(yǎng)分輸送給了小樹苗，才使得后者“衣食無憂”地健康成長。由此看來，樹木堪稱自然界中的超級互助者，可以利用菌根網(wǎng)絡(luò)互相救急。

是敵是友

隨著“樹聯(lián)網(wǎng)”概念日益盛行，也有科學(xué)家表示懷疑。他們認(rèn)為，樹木的互助精神只是一種美好的想象。長期致力于植物社交研究的生物學(xué)家稱，樹木間的互動并非看上去那樣“友善”，它們更有可能利用菌根網(wǎng)絡(luò)謀取私利。

隨著“樹聯(lián)網(wǎng)”概念日益盛行，也有科學(xué)家表示懷疑。他們認(rèn)為，樹木的互助精神只是一種美好的想象。長期致力于植物社交研究的生物學(xué)家稱，樹木間的互動并非看上去那樣“友善”，它們更有可能利用菌根網(wǎng)絡(luò)謀取私利。

森林中的樹木生活不易。面對自然界適者生存的壓力，樹木必須對水、養(yǎng)分以及陽光等各種有限的資源展開激烈競爭。在森林中，只有那些牢牢扎根于土壤、想方設(shè)法汲取生長所需資源的樹木才有存活的希望。

因此，從生存競爭的角度出發(fā)，樹木不會為了“利他”而通過菌根網(wǎng)絡(luò)將自身養(yǎng)分輸送出去。恰恰相反，它們更可能從菌根網(wǎng)絡(luò)中汲取養(yǎng)分以滿足自身需求。也就是說，成年樹木不會主動輸送養(yǎng)分去幫助小樹苗成長，更有可能是小樹苗利用菌根網(wǎng)絡(luò)偷偷從其他樹木那里竊取養(yǎng)分，讓自己“吃飽喝足”。

樹聯(lián)網(wǎng)“黑客”

自然界中不乏利用菌根網(wǎng)絡(luò)為自己撈好處的自私自利者。例如，某些品種的蘭花會像互聯(lián)網(wǎng)黑客那樣通過菌根網(wǎng)絡(luò)竊取其他植物的資源。這種“黑客”行徑大多持續(xù)時(shí)間較短，在蘭花能夠通過光合作用實(shí)現(xiàn)自給自足后就會停止。但也有個(gè)別品種的蘭花無法進(jìn)行光合作用，只能終身依靠菌根網(wǎng)絡(luò)“蹭吃蹭喝”。

有些植物還會“投毒”。例如，黑胡桃木會向周圍的土壤和菌根網(wǎng)絡(luò)釋放一種名為胡桃醌的化學(xué)物質(zhì)。這種物質(zhì)會傷害植物的根系，對其生長造成阻礙。而且，植物產(chǎn)生的這些有害生物化學(xué)物質(zhì)極易通過菌根網(wǎng)絡(luò)傳播。

不過，有時(shí)植物“投毒”也是事出有因的。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蔥芥類植物會分泌對周遭物種造成傷害的有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)卻有助于提高蔥芥的耐寒性，使其能成功挺過寒冷的冬季，存活下來。許多有毒物質(zhì)都具有類似的雙重特性，正所謂“汝之蜜糖，彼之砒霜”。某些品種的樹木分泌毒素是為了阻止昆蟲的啃食，這時(shí)毒素就相當(dāng)于防蟲劑。當(dāng)然，這些毒素同時(shí)也會阻礙周圍植物的生長。當(dāng)蟲害威脅減輕時(shí)，樹木并不會停止釋放毒素，畢竟這樣既能防蟲又能削弱其他植物競爭力，一箭雙雕的好事，何樂而不為呢？

復(fù)雜的聯(lián)系

隨著“樹聯(lián)網(wǎng)”概念日益盛行，也有科學(xué)家表示懷疑。他們認(rèn)為，樹木的互助精神只是一種美好的想象。長期致力于植物社交研究的生物學(xué)家稱，樹木間的互動并非看上去那樣“友善”，它們更有可能利用菌根網(wǎng)絡(luò)謀取私利。

通過菌根網(wǎng)絡(luò)彼此相連的樹木是否可被視為一個(gè)獨(dú)立的超級生物體？有生物學(xué)家表示，這得視情況而定。如果樹木遭受蟲咬會釋放某些化學(xué)物質(zhì)，并通過菌根網(wǎng)絡(luò)向森林中的其他樹木發(fā)出警報(bào)，這時(shí)就有理由認(rèn)為整片森林是一個(gè)內(nèi)部相互關(guān)聯(lián)、存在信號傳遞系統(tǒng)的有機(jī)整體。

雖然科學(xué)家對于樹木社交生活的認(rèn)識才剛剛起步，但有一點(diǎn)基本可以肯定：樹木之間依靠菌根網(wǎng)絡(luò)相連并傳輸養(yǎng)分等物質(zhì)。當(dāng)你在森林中漫步時(shí)，不妨想象一下樹木是如何在你的腳下隱秘地說著“悄悄話”的。

金合歡樹的警報(bào)系統(tǒng)

當(dāng)長頸鹿在啃咬金合歡樹的葉子時(shí)，后者會釋放出一種被稱為乙烯氣體的化學(xué)物質(zhì)，作為向其他樹木報(bào)警的信號。這一報(bào)警信號最遠(yuǎn)可傳播至50米開外，周圍的樹木一旦接收到信號會立即向自身樹葉部位輸送單寧酸。單寧酸會在口腔內(nèi)產(chǎn)生一種苦澀的味道，這也是未成熟的果實(shí)或種子口感很差的原因。大量食用單寧酸甚至可導(dǎo)致大型食草動物生病或死亡。

金合歡樹的這招可能會嚇退許多“食客”，但長頸鹿技高一籌，懂得如何破解這套報(bào)警系統(tǒng)。首先，它們只吃位于上風(fēng)處的樹，而且每棵樹只吃數(shù)分鐘，這樣就能避開那些因接到報(bào)警信號而導(dǎo)致樹葉發(fā)苦的樹。其次，它們還有另一種有效的進(jìn)食策略：選擇遠(yuǎn)處“聞”不到乙烯氣體味道的樹。

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