奇妙的植物共生現(xiàn)象

陳博君

在漫長(zhǎng)的自然演化進(jìn)程中，生物之間的關(guān)系日漸變得復(fù)雜而微妙，其中，共生就是一種非常奇妙的現(xiàn)象。共生現(xiàn)象的形式很多，根據(jù)共生物種間的利害關(guān)系，大致可分為共棲、共生、附生等。

對(duì)于海葵和小丑魚、鯊魚和吸盤魚等海洋動(dòng)物之間的共生現(xiàn)象，大家已經(jīng)耳熟能詳了；但是你可能不知道，共生現(xiàn)象不僅存在于動(dòng)物之間，神秘的植物王國(guó)里也有不少有趣的共生現(xiàn)象。

共棲 抵擋病蟲害

在我國(guó)內(nèi)蒙古興安盟阿爾山市浩瀚無邊的林海之中，生長(zhǎng)著許多興安落葉松和樟子松。有意思的是，但凡在松樹密集生長(zhǎng)的地方，一定也會(huì)伴生相當(dāng)數(shù)量的山楊。這種奇妙的松楊共棲現(xiàn)象，讓許多游客既好奇又不解：為什么這里的松樹和楊樹總會(huì)長(zhǎng)在一塊兒呢？

這要從楊樹說起。楊樹是一種易受細(xì)菌、真菌和害蟲侵襲的樹木，一旦感染了細(xì)菌或真菌，成片的楊樹林就會(huì)爆發(fā)大規(guī)模的黃粉病、黑斑病或潰瘍??；同時(shí)，天牛、地蠶、蚜蟲、紅蜘蛛等許多害蟲，也會(huì)對(duì)楊樹造成危害。在人工培育的楊樹林中，人們會(huì)通過控水、選種、誘殺或使用農(nóng)藥來消滅病蟲害，保護(hù)楊樹的健康生長(zhǎng)；但是，在自然環(huán)境中，失去了人類庇護(hù)的楊樹，要怎樣來抵御各種病害蟲的侵襲呢？與松樹共生，就是楊樹通過長(zhǎng)期自然演化選擇的一種自我保護(hù)手段。

楊樹與松樹的共生之所以能夠使楊樹避開病蟲害，與一種名為“芬多精”的神秘物質(zhì)有關(guān)。蘇聯(lián)列寧格勒大學(xué)的杜金博士在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高等植物受傷時(shí)，其花、葉、根、芽等組織的油脂會(huì)分泌出一種濃香的揮發(fā)性有機(jī)物，這種物質(zhì)能殺死細(xì)菌和真菌，防治林木中的病蟲危害并抑制雜草生長(zhǎng)。他將這種揮發(fā)性的有機(jī)物稱為“芬多精”，其字面含義就是“植物殺菌素”。

正因?yàn)閾碛辛颂厥獾闹参餁⒕?，松樹不僅使自身具備了強(qiáng)大的防蟲抗病能力，而且還在自己的身邊筑起了一道看不見的安全屏障，對(duì)生存在周邊的其他植物產(chǎn)生了一種保護(hù)作用，“松楊共生”現(xiàn)象便由此產(chǎn)生。

植物殺菌素除了使松樹和楊樹“結(jié)盟”外，還使其他不少植物間也形成了很好的共棲關(guān)系。比如，大蒜分泌出的植物殺菌素“大蒜素”可以驅(qū)離危害棉花的棉芽蟲，因此，棉花與大蒜就成了“好鄰居”；韭菜亦能成為大白菜的“衛(wèi)士”，因?yàn)榇蟀撞艘谆几。虏烁置诔龅臍⒕厍『檬侵斡〉奶匦Я妓?；番茄與甘藍(lán)也能形成類似的共生關(guān)系，因?yàn)榉逊置诘臍⒕乜梢宰屛：Ω仕{(lán)的菜粉蝶聞風(fēng)喪膽，望而卻步。

共生 攜手促高產(chǎn)

玉米和大豆是兩種重要的糧食作物。在我國(guó)很多農(nóng)村地區(qū)，人們喜歡將這兩種農(nóng)作物套種在一起。你可別簡(jiǎn)單地以為，農(nóng)民這么做的目的只是為了節(jié)省土地和提高土地的利用率。其實(shí)，把玉米和大豆套種在一起，還有一個(gè)更奇妙的結(jié)果，就是能夠同時(shí)提高玉米和大豆的產(chǎn)量，有效達(dá)到增收的目的。

為什么玉米和大豆能夠相互促進(jìn)產(chǎn)量呢？奧妙就在于大豆的根部長(zhǎng)有一種根瘤菌。根瘤菌是一種長(zhǎng)有鞭毛的桿狀細(xì)菌，能從豆科植物的根毛侵入根內(nèi)，形成根瘤。這種根瘤不僅能夠從周圍土壤中吸取它所需要的養(yǎng)料和水分，還能把空氣中的氮吸收起來，固化成植物所需的氮肥，尤其是滿足植物葉片生長(zhǎng)的需要。大豆供給根瘤菌碳水化合物，根瘤菌供給大豆氮素養(yǎng)料，所以，根瘤菌和大豆本身也是一種互利共生的關(guān)系。

因?yàn)閾碛懈鼍軌蛑圃齑罅康仞B(yǎng)分，大豆又受到了其他植物的歡迎，能與其他植物形成另一種植物之間的共生關(guān)系。例如，玉米的葉片又多又大，特別需要氮素，將大豆與其套種在一起，玉米就能從大豆那里獲得足夠的氮素養(yǎng)分；玉米也會(huì)通過自己的根毛，把不需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及時(shí)地分泌到土壤里去，從而滿足大豆根瘤菌的營(yíng)養(yǎng)需求。于是，長(zhǎng)在一起的大豆和玉米不僅不會(huì)因爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)而發(fā)生爭(zhēng)斗，還能攜手共同獲得增產(chǎn)。

類似的共生促高產(chǎn)現(xiàn)象，在其他豆科植物中也廣泛存在。比如豌豆、蠶豆、紫云英、苜蓿等的根部，也都會(huì)產(chǎn)生根瘤菌。因此，在很多農(nóng)村地區(qū)，人們除了將玉米與大豆套種外，還會(huì)在桑田里套種苜蓿，在瓜地里套種豌豆，在果園里套種蠶豆，在草莓大棚里套種扁豆，在大蒜等蔬菜地里套種大豆……五花八門的套種，其實(shí)萬變不離其宗，都是利用根瘤菌的固氮作用進(jìn)而形成一種植物共生現(xiàn)象。

附生 高攀才美艷

在廣西昭平縣城的社王公，有一株奇特的古榕樹，每當(dāng)春天來臨，這棵榕樹就會(huì)發(fā)出陣陣怡人的清香，令人嘖嘖稱奇。榕樹怎么會(huì)有花香呢？原來，在高高的古榕樹樹干上，攀生著一株被人們譽(yù)為“古榕神花”的蘭花，古榕與附生的蘭花形成了一種微妙的共生關(guān)系。

有人認(rèn)為，附生在古榕樹上的蘭花是一種寄生植物，它是靠吸取古榕樹的養(yǎng)分而生長(zhǎng)的，這種寄生關(guān)系對(duì)寄主——古榕樹是一種傷害，如果寄生植物過多，甚至?xí)斐杉闹魉劳?。其?shí)，這種觀點(diǎn)是不對(duì)的，攀生在古榕樹上的蘭花并不是寄生植物，而是附生植物，古榕樹僅僅是附生蘭花的立足點(diǎn)。只有借助古榕樹高大的身軀生長(zhǎng)在高處，蘭花才能避開森林底層濃密的樹蔭，獲得充足的陽(yáng)光和雨露，從而招來鳥類和昆蟲為它傳播花粉，讓風(fēng)把它的微小的種子散播到遙遠(yuǎn)的地方進(jìn)行繁衍。

這種附生蘭花適應(yīng)能力特別強(qiáng)，它們的根部無須，是肉質(zhì)化根，根本無法直接從古榕樹身上汲取營(yíng)養(yǎng)，攀生在高大的古榕樹上，還有一個(gè)重要的目的就是吸取空中的水分，并從水分中吸收溶解在雨水中的有機(jī)物質(zhì)。另外，蘭花的根和葉片之間還長(zhǎng)有肥厚的鱗狀莖，這是它的貯水器官，用來貯存和補(bǔ)充自身生長(zhǎng)所需的水分。當(dāng)然，蘭花的根部也會(huì)吸取古榕樹樹皮裂隙中的腐殖質(zhì)，但這對(duì)古榕樹其實(shí)并無傷害。因此，附生的蘭花不僅對(duì)古榕樹無害，還會(huì)為古榕樹的樹干帶來水分的滋養(yǎng)，它們之間是一種互惠互利的共生關(guān)系。

類似的附生現(xiàn)象在世界各地相當(dāng)普遍。在南美洲廣袤的叢林中，色彩繽紛的熱帶蘭一般都攀生在大樹之上。當(dāng)年，達(dá)爾文在巴西熱帶雨林中看到長(zhǎng)在樹上的蘭花，感到十分驚奇，稱之為“奇妙美麗的寄生花”。于是，熱帶蘭花又常被人們稱為“寄生蘭”。寄生蘭品種繁多，體態(tài)不同，花形各異，香味清幽，色彩繽紛。在不同的緯度長(zhǎng)著不同的蘭花，有的體大如盆，有的小如指甲。這些蘭花的共同特點(diǎn)是：根部均為肉質(zhì)粗根，葉片都非常厚實(shí)，因?yàn)槌Ｄ旮缴跇涓缮希毡楸容^耐旱；它們與寄主之間的關(guān)系，就是一種附生的共生關(guān)系。

【責(zé)任編輯】趙 菲