樹聯網：森林的智慧

薛里

科學家發現，森林的地下存在一個由真菌和樹根組成的樹聯網。森林中的樹木通過這種網絡進行交流和互動，形成了一個相互聯系的生動社會。

森林中的地下“互聯網”

互聯網可以說是20世紀人類最偉大的科技發明之一。覆蓋全球的互聯網構成了現代信息社會的基礎，它具有傳遞性、自由性、實時性、交換性、共享性和開放性的特點，使人們的生活和工作方式發生了翻天覆地的變化。

令人難以置信的是，自然界中其實早已存在堪比互聯網的網絡，那就是森林中的樹聯網。

我們知道，有很多動物是群居動物，它們的進食、捕獵、睡眠、遷移等行為，都以集體為單位進行，它們相互關照、相互協助，如螞蟻、蜜蜂、金絲猴、大象、虎鯨等。植物則不然，我們通常認為植物都是“個體戶”，它們會通過競爭來獲取盡可能多的資源，以提高自己的適應能力。事實上，雖然植物之間的確存在競爭，但是，植物的生長不是簡單地依靠競爭。森林中的眾多樹木以非常復雜的方式進行交易、合作和互動，形成了一個有凝聚力的整體社會。

加拿大不列顛哥倫比亞大學的森林生態學教授蘇珊娜·西瑪德，花費了30年時間對森林進行研究。她發現森林中絕大多數植物的根部遍布著一種絲狀真菌，這些真菌組成了如同互聯網一樣的地下網絡。森林中的樹木通過這種真菌網絡進行“交談”，并運送水和營養物質，甚至可以對即將來臨的威脅進行預警。蘇珊娜將該網絡稱為“樹聯網”，這一突破傳統的觀點如今已被廣泛接受。

蘇珊娜的研究表明，這種樹聯網就像一個超級大腦，樹木可以借助樹聯網交流信息，識別并養育它們的后代，老樹還能將自己的經驗教訓傳遞給幼苗。她還發現，樹木很“聰明”，它們可以改變自己的行為，并且能夠適應不斷變化的環境進而生存下來。

在樹聯網中，植物與真菌是互惠主義者。這些復雜的共生網絡就像人類的神經和社會網絡，甚至在各個中心節點擁有管理信息流的母樹，進行內部聯系，幫助眾多樹木抵御疾病、共同生存。

森林的“群聊”

蘇珊娜曾經做過一個實驗：她種了80棵樹，品種包括紙皮樺和花旗松。她用塑料袋包裹住樹木，然后分別向包裹紙皮樺和花旗松的塑料袋中注入了含有放射性碳-14和穩定性碳-13的二氧化碳氣體，用來驗證這兩種樹之間是否有交流。

在這些樹木通過光合作用吸收二氧化碳之后，蘇珊娜將塑料袋去掉，利用蓋革計數器在樹葉旁邊進行探測。探測出的碳-14和碳-13的流向表明，紙皮樺和花旗松之間的交流是雙向的。而且在不同的季節，紙皮樺和花旗松之間的碳傳遞量是不一樣的。在夏天，紙皮樺向花旗松輸送的碳比較多，特別是當花旗松接受不到陽光照射時更為明顯。在秋冬季節，當紙皮樺的樹葉掉光的時候，花旗松還在生長，它向紙皮樺輸送的碳就比較多。這說明兩種樹其實是互相依賴的，它們之間不僅有競爭關系，還有合作關系。在紙皮樺和花旗松的交流“語言”中，除了碳元素，還有氮元素和磷元素等其他化學物質。

這種地下的互惠共生現象是通過菌根網絡（也就是蘇珊娜所稱的“樹聯網”）實現的。菌根是指土壤中某些真菌與植物根的共生體。菌根的主要作用是擴大根系吸收面，增強對植物根毛吸收范圍外的元素（特別是磷）的吸收能力。真菌菌絲體既向根周土壤擴展，又與寄主植物組織相通，一方面從寄主植物中吸收糖類等有機物質作為自己的營養，另一方面又從土壤中吸收養分、水分供給植物。

樹聯網中的母樹

樹聯網無比密集，1平方米地面下的菌絲連起來有幾百千米長。不僅如此，菌絲與森林中其他的個體都有聯系。這種聯系不僅僅在單一種類中存在，也存在于不同種類的植物（如紙皮樺和花旗松）之間，它的工作原理就像互聯網一樣。

樹聯網中也有節點和鏈接。蘇珊娜提取了一片花旗松森林中樹木和真菌的DNA短序列，制作了一幅圖。通過這幅圖，我們發現在一片森林中，一棵母樹可以和幾百棵樹建立聯系。

蘇珊娜使用同位素示蹤劑檢測發現，母樹會將自己多余的碳元素通過樹聯網傳遞給幼苗，這種方式可以增加幼苗的存活率。

在另一個實驗中，蘇珊娜將母樹和它的幼苗以及一些陌生的幼苗種在一起。她發現，母樹會通過更大的樹聯網覆蓋自己的幼苗所在的區域，為它們送去更多的碳。現在人們仍不清楚母樹是如何通過樹聯網識別自己的“孩子”的，猜測某些化學物質在其中可能發揮了重要作用。因為當幼苗通過這些樹聯網與母樹或它們的“兄弟姐妹”聯系時，研究人員檢測到的反應比它們與陌生樹木聯系時要顯著得多。這種親情聯系改變了幼苗的生根行為，也改變了它們的化學成分、營養和它們對疾病的反應。

母樹對整個森林群落的福祉至關重要。它們是樹木交流、感知和傳承的中心，它們哺育自己的后代，并提供信息，幫助一代又一代的樹木生存下來。

樹聯網的發現改變了我們對森林的理解，說明自然選擇的結果不僅僅是競爭，更涉及許多不同類型的相互作用和物種與環境之間的關系。

（雷霆摘自《科學畫報·新知版》，有刪改）