樹聯(lián)網(wǎng)：森林的智慧

薛里

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，森林的地下存在一個(gè)由真菌和樹根組成的樹聯(lián)網(wǎng)。森林中的樹木通過這種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流和互動(dòng)，形成了一個(gè)相互聯(lián)系的生動(dòng)社會(huì)。

森林中的地下“互聯(lián)網(wǎng)”

互聯(lián)網(wǎng)可以說是20世紀(jì)人類最偉大的科技發(fā)明之一。覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)，它具有傳遞性、自由性、實(shí)時(shí)性、交換性、共享性和開放性的特點(diǎn)，使人們的生活和工作方式發(fā)生了翻天覆地的變化。

令人難以置信的是，自然界中其實(shí)早已存在堪比互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)，那就是森林中的樹聯(lián)網(wǎng)。

我們知道，有很多動(dòng)物是群居動(dòng)物，它們的進(jìn)食、捕獵、睡眠、遷移等行為，都以集體為單位進(jìn)行，它們相互關(guān)照、相互協(xié)助，如螞蟻、蜜蜂、金絲猴、大象、虎鯨等。植物則不然，我們通常認(rèn)為植物都是“個(gè)體戶”，它們會(huì)通過競爭來獲取盡可能多的資源，以提高自己的適應(yīng)能力。事實(shí)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(fù)雜的方式進(jìn)行交易、合作和互動(dòng)，形成了一個(gè)有凝聚力的整體社會(huì)。

加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的森林生態(tài)學(xué)教授蘇珊娜·西瑪?shù)拢ㄙM(fèi)了30年時(shí)間對(duì)森林進(jìn)行研究。她發(fā)現(xiàn)森林中絕大多數(shù)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(lián)網(wǎng)一樣的地下網(wǎng)絡(luò)。森林中的樹木通過這種真菌網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“交談”，并運(yùn)送水和營養(yǎng)物質(zhì)，甚至可以對(duì)即將來臨的威脅進(jìn)行預(yù)警。蘇珊娜將該網(wǎng)絡(luò)稱為“樹聯(lián)網(wǎng)”，這一突破傳統(tǒng)的觀點(diǎn)如今已被廣泛接受。

蘇珊娜的研究表明，這種樹聯(lián)網(wǎng)就像一個(gè)超級(jí)大腦，樹木可以借助樹聯(lián)網(wǎng)交流信息，識(shí)別并養(yǎng)育它們的后代，老樹還能將自己的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)傳遞給幼苗。她還發(fā)現(xiàn)，樹木很“聰明”，它們可以改變自己的行為，并且能夠適應(yīng)不斷變化的環(huán)境進(jìn)而生存下來。

在樹聯(lián)網(wǎng)中，植物與真菌是互惠主義者。這些復(fù)雜的共生網(wǎng)絡(luò)就像人類的神經(jīng)和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，甚至在各個(gè)中心節(jié)點(diǎn)擁有管理信息流的母樹，進(jìn)行內(nèi)部聯(lián)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(jīng)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)：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(wěn)定性碳-13的二氧化碳?xì)怏w，用來驗(yàn)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(jì)數(shù)器在樹葉旁邊進(jìn)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(jié)，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(dāng)花旗松接受不到陽光照射時(shí)更為明顯。在秋冬季節(jié)，當(dāng)紙皮樺的樹葉掉光的時(shí)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(shí)是互相依賴的，它們之間不僅有競爭關(guān)系，還有合作關(guān)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(xué)物質(zhì)。

這種地下的互惠共生現(xiàn)象是通過菌根網(wǎng)絡(luò)（也就是蘇珊娜所稱的“樹聯(lián)網(wǎng)”）實(shí)現(xiàn)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(kuò)大根系吸收面，增強(qiáng)對(duì)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(kuò)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(jī)物質(zhì)作為自己的營養(yǎng)，另一方面又從土壤中吸收養(yǎng)分、水分供給植物。

樹聯(lián)網(wǎng)中的母樹

樹聯(lián)網(wǎng)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(gè)體都有聯(lián)系。這種聯(lián)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(lián)網(wǎng)一樣。

樹聯(lián)網(wǎng)中也有節(jié)點(diǎn)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(fā)現(xiàn)在一片森林中，一棵母樹可以和幾百棵樹建立聯(lián)系。

蘇珊娜使用同位素示蹤劑檢測發(fā)現(xiàn)，母樹會(huì)將自己多余的碳元素通過樹聯(lián)網(wǎng)傳遞給幼苗，這種方式可以增加幼苗的存活率。

在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(fā)現(xiàn)，母樹會(huì)通過更大的樹聯(lián)網(wǎng)覆蓋自己的幼苗所在的區(qū)域，為它們送去更多的碳?，F(xiàn)在人們?nèi)圆磺宄笜涫侨绾瓮ㄟ^樹聯(lián)網(wǎng)識(shí)別自己的“孩子”的，猜測某些化學(xué)物質(zhì)在其中可能發(fā)揮了重要作用。因?yàn)楫?dāng)幼苗通過這些樹聯(lián)網(wǎng)與母樹或它們的“兄弟姐妹”聯(lián)系時(shí)，研究人員檢測到的反應(yīng)比它們與陌生樹木聯(lián)系時(shí)要顯著得多。這種親情聯(lián)系改變了幼苗的生根行為，也改變了它們的化學(xué)成分、營養(yǎng)和它們對(duì)疾病的反應(yīng)。

母樹對(duì)整個(gè)森林群落的福祉至關(guān)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(lián)網(wǎng)的發(fā)現(xiàn)改變了我們對(duì)森林的理解，說明自然選擇的結(jié)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(huán)境之間的關(guān)系。

（雷霆摘自《科學(xué)畫報(bào)·新知版》，有刪改）