默契的植物“朋友圈”

袁則明

走進(jìn)鋪青疊翠的公園，可不要踩踏草坪，因?yàn)樾〔輹?huì)產(chǎn)生一系列“悲愁”反應(yīng)。

小草對(duì)昆蟲(chóng)及病毒有一整套防御系統(tǒng)，當(dāng)一株小草被蟲(chóng)咬或感染病毒后，就會(huì)釋放一種叫茉莉酸甲酯的物質(zhì)，易揮發(fā)，其氣味既是植物間交流的“語(yǔ)言”，又是求救或預(yù)警的信號(hào)。

當(dāng)我們踩踏到小草后，它可能誤認(rèn)為來(lái)了大大的昆蟲(chóng)，便會(huì)向“朋友圈”發(fā)出信號(hào)，從而讓“朋友們”迅速合成能防蟲(chóng)、防毒的物質(zhì)，這樣整個(gè)草坪“群”里都會(huì)營(yíng)造出一種十分緊張的氛圍。一般情況下，人們聞不到這些氣味，只有在割草時(shí)，小草們誤以為是大量昆蟲(chóng)來(lái)襲時(shí)才會(huì)形成氣味聯(lián)動(dòng)，我們也才能聞到青草香味。

小草除了對(duì)我們的踩踏會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信息外，靠氣味“語(yǔ)言”來(lái)傳播信息也往往會(huì)誤事。比如，它們本想把信息發(fā)給東側(cè)的“朋友圈”，結(jié)果氣味被大風(fēng)刮向西側(cè)。另外，發(fā)出的信息沒(méi)有加密，容易被“竊聽(tīng)”，使得有些寄生植物很容易找到喜愛(ài)的寄主。

如此不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆烙到y(tǒng)，顯然不符合生物進(jìn)化史。于是，科學(xué)家們猜測(cè)，至少那些大樹(shù)不會(huì)運(yùn)用這種“語(yǔ)言”溝通，植物肯定會(huì)升級(jí)防御系統(tǒng)，以確保自己生存和繁衍。

加拿大阿爾伯塔大學(xué)生態(tài)學(xué)家約瑟夫·伯奇帶領(lǐng)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)一片森林長(zhǎng)得特別茂盛，說(shuō)明該森林樹(shù)木的防御系統(tǒng)應(yīng)該很完備，可他們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常情況，只檢測(cè)到地下布滿了真菌網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)于真菌的作用，學(xué)者康斯坦丁曾做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他在法國(guó)阿爾卑斯山1400米高的山坡上同時(shí)種了兩組馬鈴薯，一組沒(méi)有施肥只帶了真菌，另一組沒(méi)有施肥不帶真菌，結(jié)果帶了真菌的獲得大豐收，另一組卻顆粒無(wú)收。說(shuō)明真菌能傳遞養(yǎng)分和水，來(lái)滋養(yǎng)植物。但這么多龐大的樹(shù)木，僅靠真菌傳遞養(yǎng)分顯然不可能，也就是說(shuō)，真菌與植物生長(zhǎng)發(fā)育之間的生理機(jī)制一定還存在某種默契。

為了知道它們之間的秘密，科學(xué)家們又進(jìn)行了另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他們把甲、乙兩株番茄接上同一種菌根菌，中間用25微米薄的不銹鋼板隔開(kāi)，然后將甲株番茄接種上易感染的病原菌，并用袋子把地上部分套起來(lái)，以免地上部分進(jìn)行信息或病毒傳播，同時(shí)，還有另外3個(gè)不同的對(duì)照組。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，研究人員發(fā)現(xiàn)，乙株番茄體內(nèi)有了一些防御性酶和能分解真菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的酶。說(shuō)明甲株番茄已從根部將病毒情報(bào)通過(guò)真菌傳遞給了乙株，并且乙株及時(shí)地做好了預(yù)防措施。

在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，真菌起到了“通訊員”的作用。在此基礎(chǔ)上，研究人員又對(duì)真菌與樹(shù)木之間的關(guān)系進(jìn)行了深入探索，發(fā)現(xiàn)真菌除了傳遞病毒、昆蟲(chóng)情報(bào)外，還會(huì)把土壤中哪里有水分、氮和磷等情報(bào)提供給大樹(shù)。當(dāng)然，真菌也沒(méi)忘了它有傳遞養(yǎng)分的功能，在遮天蔽日的森林里，當(dāng)一棵剛破土的小樹(shù)無(wú)法通過(guò)光合作用獲得養(yǎng)料時(shí)，真菌也會(huì)傳輸其他大樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)供幼苗生長(zhǎng)。

一種樹(shù)木的根與真菌的聯(lián)系具有專一性，這樣，同種樹(shù)木之間就形成了一個(gè)封閉且加密的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)真菌把情報(bào)信息發(fā)到“朋友圈”后，樹(shù)木就會(huì)根據(jù)情報(bào)采取相應(yīng)對(duì)策，確保生命安全。

那么，真菌為什么要向樹(shù)木提供這些情報(bào)呢？因?yàn)檎婢枰獦?shù)木給它們提供碳源，這是“一損俱損，一榮俱榮”的森林管理體系。這套地下防御系統(tǒng)，使得植物能在極其惡劣的環(huán)境下，盡可能減少死亡，甚至可能會(huì)幫助人類降低溫室效應(yīng)的影響。

（王世全摘自《知識(shí)窗》2022年第5期 圖/槿喑）