默契的植物“朋友圈”
2022-06-07袁则明
袁则明
走进铺青叠翠的公园,可不要踩踏草坪,因为小草会产生一系列“悲愁”反应。
小草对昆虫及病毒有一整套防御系统,当一株小草被虫咬或感染病毒后,就会释放一种叫茉莉酸甲酯的物质,易挥发,其气味既是植物间交流的“语言”,又是求救或预警的信号。
当我们踩踏到小草后,它可能误认为来了大大的昆虫,便会向“朋友圈”发出信号,从而让“朋友们”迅速合成能防虫、防毒的物质,这样整个草坪群里都会营造出一种十分紧张的氛围。一般情况下,人们闻不到这些气味,只有在割草时,小草们误以为大量昆虫来袭时才会形成气味连动,我们也才能闻到青草香味。
小草除了对我们踩踏会发出错误信息外,靠气味“语言”来传播信息也往往会误事。比如,它们本想把信息发给东侧的“朋友圈”,结果被大风刮向西侧。另外,发出的信息没有加密,容易被“窃听”,使得有些寄生植物很容易找到喜爱的寄主。
如此不严谨的防御系统,显然不符合生物进化史。于是,科学家们猜测,至少那些大树不会运用这种“语言”沟通,植物肯定会升级防御系统,以确保自己生存和繁衍。
加拿大艾伯塔大学生态学家约瑟夫·伯奇带领的一个团队,发现了一片森林长得特别茂盛,说明树木防御系统应该很完备,可他们并没有发现异常情况,只检测到地下布满了真菌网络。
关于真菌的作用,学者康斯坦丁曾做过一个实验,他在法国阿尔卑斯山1400米高的山坡上同时种了两组马铃薯,一组没有施肥只带了真菌,另一组没有施肥不带真菌,结果带了真菌的获得大丰收,另一组却颗粒无收。说明真菌能传递养分和水,来滋养植物。但这么多庞大的树木,仅靠真菌传递养分显然不可能,也就是说,真菌与植物生长发育之间的生理机制一定还存在某种默契。
为了知道它们之间的秘密,科学家们又进行了另一项实验,他们把甲、乙两株番茄接上同一种菌根菌,中间用微薄的不锈钢板隔开,然后将甲株番茄接种易感染的病源菌,并用袋子把地上部分套起来,以免地上部分进行传播,同时,还有另外三个不同的对照组。经过一段时间后,研究人员发现,乙株番茄体内有了一些防御性酶和能分解真菌细胞壁几丁质酶。说明甲株番茄已从根部将病毒情報通过真菌传递给了乙株,并且乙株及时地做好了预防措施。
在这项实验中,真菌起到了“通讯员”的作用。在此基础上,研究人员又对真菌与树木之间的关系进行了深入探索,发现真菌除了传递病毒、昆虫情报外,还会把土壤中哪里有水分、氮和磷等情报提供给大树。当然,真菌也没忘了它有传递养分的功能,在遮天蔽日的森林里,当一棵刚出生的小树无法通过光合作用获得养料时,真菌也会传输其他大树的营养供幼苗生长。
一种树木的根与真菌联系具有专一性,这样,同种树木之间就形成了一个封闭且加密的区域网络,当真菌把情报信息发到“朋友圈”后,树木就会根据情报采取相应对策,确保生命安全。
那么,真菌为什么要向树木提供这些情报呢?因为真菌需要树木给它们提供碳源,这是“一损俱损,一荣俱荣”的森林管理体系。这套地下防御系统,使得植物能在极其恶劣的环境下,尽可能减少死亡,甚至可能会帮助人类降低温室效应的影响,所以,我们一定要爱护森林。C5D4BD94-49A3-4B3A-A032-F83FEA44ABD9