默契的植物“朋友圈”

◎ 袁則明

走進鋪青疊翠的公園，可不要踩踏草坪，因為小草會產生一系列“悲愁”反應。

小草對昆蟲及病毒有一整套防御系統(tǒng)，當一株小草被蟲咬或感染病毒后，就會釋放一種叫茉莉酸甲酯的物質，易揮發(fā)，其氣味既是植物間交流的“語言”，又是求救或預警的信號。

當我們踩踏到小草后，它可能誤認為來了大大的昆蟲，便會向“朋友圈”發(fā)出信號，從而讓“朋友們”迅速合成能防蟲、防毒的物質，這樣整個草坪“群”里都會營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，小草們誤以為是大量昆蟲來襲時才會形成氣味聯動，我們也才能聞到青草香味。

小草除了對我們的踩踏會發(fā)出錯誤信息外，靠氣味“語言”來傳播信息也往往會誤事。比如，它們本想把信息發(fā)給東側的“朋友圈”，結果氣味被大風刮向西側。另外，發(fā)出的信息沒有加密，容易被“竊聽”，使得有些寄生植物很容易找到喜愛的寄主。

如此不嚴謹的防御系統(tǒng)，顯然不符合生物進化史。于是，科學家們猜測，至少那些大樹不會運用這種“語言”溝通，植物肯定會升級防御系統(tǒng)，以確保自己生存和繁衍。

加拿大阿爾伯塔大學生態(tài)學家約瑟夫·伯奇帶領的一個團隊，發(fā)現一片森林長得特別茂盛，說明該森林樹木的防御系統(tǒng)應該很完備，可他們并沒有發(fā)現異常情況，只檢測到地下布滿了真菌網絡。

關于真菌的作用，學者康斯坦丁曾做過一個實驗，他在法國阿爾卑斯山1400米高的山坡上同時種了兩組馬鈴薯，一組沒有施肥只帶了真菌，另一組沒有施肥不帶真菌，結果帶了真菌的獲得大豐收，另一組卻顆粒無收。說明真菌能傳遞養(yǎng)分和水，來滋養(yǎng)植物。但這么多龐大的樹木，僅靠真菌傳遞養(yǎng)分顯然不可能，也就是說，真菌與植物生長發(fā)育之間的生理機制一定還存在某種默契。

為了知道它們之間的秘密，科學家們又進行了另一項實驗，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，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，以免地上部分進行信息或病毒傳播，同時，還有另外3個不同的對照組。經過一段時間后，研究人員發(fā)現，乙株番茄體內有了一些防御性酶和能分解真菌細胞壁幾丁質的酶。說明甲株番茄已從根部將病毒情報通過真菌傳遞給了乙株，并且乙株及時地做好了預防措施。

在這項實驗中，真菌起到了“通訊員”的作用。在此基礎上，研究人員又對真菌與樹木之間的關系進行了深入探索，發(fā)現真菌除了傳遞病毒、昆蟲情報外，還會把土壤中哪里有水分、氮和磷等情報提供給大樹。當然，真菌也沒忘了它有傳遞養(yǎng)分的功能，在遮天蔽日的森林里，當一棵剛破土的小樹無法通過光合作用獲得養(yǎng)料時，真菌也會傳輸其他大樹的營養(yǎng)供幼苗生長。

一種樹木的根與真菌的聯系具有專一性，這樣，同種樹木之間就形成了一個封閉且加密的區(qū)域網絡，當真菌把情報信息發(fā)到“朋友圈”后，樹木就會根據情報采取相應對策，確保生命安全。

那么，真菌為什么要向樹木提供這些情報呢？因為真菌需要樹木給它們提供碳源，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，甚至可能會幫助人類降低溫室效應的影響。

（王世全摘自《知識窗》2022年第5期 圖/槿喑）