植物“互联网”

时间:2022-09-25 02:05:57

植物“互联网”

植物交流“密码”

植物们不能像我们人类一样,聚在一起玩玩游戏、看看电影,但它们同样拥有自己的社交网络。

科学家通过长期的摄像监测,已经观察到:在茂密的丛林里,植物们摇曳着身体,有时甚至相互“扭打”、纠缠在一起,这些都是在进行交流:森林里的小树之间会为了延伸根系和枝叶而争夺空间;倒下的树木会为自己身边的幼苗提供营养;藤蔓植物则拼命缠绕住自己附近的树干向上攀爬,以便获得充足的阳光;野花在春天竞相绽放出缤纷的花朵,来吸引传粉的昆虫……植物进行交流的方式和过程,远远超出我们的想象。如果我们想知道更多植物的秘密,就必须悉心观察,侧耳倾听。

每到秋天,成群结队的灰蛾涌入北欧地区的桦树林,在嫩枝上产卵。这样,等到来年春天,孵化出的幼虫就可以把桦树的新芽当作“美餐”来享用了。但是,桦树中的一些种类却拥有“秘密武器”——它们和邻近生长的杜鹃花结成盟友。杜鹃花能散发出一种类似于杀虫剂的化学物质来驱逐害虫。靠近杜鹃花生长的桦树正是借助杜鹃花“邻居”的这种气味,将自己伪装成有毒的杜鹃树,就可以赶走灰蛾的幼虫啦。

在植物王国里,相邻的植物们用人类无法听到的“化学密码”亲密交谈,互相帮助,相亲相爱。不过,这些看不见、摸不着的信号并不是植物之间传播信息的唯一途径。在地下,还有一个庞大的“组织”一直都在悄悄地工作着……

植物的根系:地下信号网

在丛林的地面下,每一寸泥土中都含有成千上万的微生物。这些细菌、真菌与植物的根系长期共处,渐渐形成了互惠共生的关系,其中最典型的就是菌根啦。

菌根就像是我们常喝的酸奶里的各种助消化的菌类一样,只不过它们是专门帮助植物的。对于植物们生长的土壤环境来说,它们实在太重要啦。最新研究揭示,菌根将许多树木的根系连接在了一起,而且这些树木不止一个种类。那么,它们能对植物起到多大的作用呢

科学家通过追踪调查发现,水分和养料会从营养过剩的树木通过菌根网络流向营养不足的树木。实验表明,年老的花旗松树会通过菌根网络,向周围年幼的花旗松树苗输送碳和氮,越靠得近的小花旗松树越能享受到这一资源,而且长得越好。这也就是科学家为什么不赞同将森林里年老的树木移走的原因,因为其周围的幼树会通过相连的菌根得到老树“爷爷奶奶”的供养。

除了分享养料,菌根还能帮助植物分享信息。生物学家发现,植物能对空气中传播的防御信号作出反应。当其他植物遭受攻击时,会产生有毒化合物,同时刺激邻近的植物做好防御准备。不过,当一些植物的根系间已经形成了菌根网络时,即使隔断了空气中的信息交流,它们也能通过地底下的菌根网络,将自己受到侵害的信息传递给健康的同伴,警告它们要小心。

植物如何“识亲认故”

另有研究发现,植物能识别自己的同类成员,它们有时能联合起来为共同的利益而工作。

一次,有科学家将两株蓼(liǎo)属植物分别栽种在同类植物和蓝禾草的旁边,然后向它们身上喷洒茉莉酮(tóng) 酸甲酯(zhǐ),以模拟一场“攻击”(许多植物在受到侵害时,都会释放茉莉酮酸甲酯这种化学物质)。奇妙的是,监测发现,与自己的“同胞”种植在一起的那株蓼属植物,叶片上立即产生了毒素以增强防御并警告同胞;而与“外人”蓝禾草种植在一起的那株植物却没有产生毒素,只是加快了自己茎叶的生长速度。

出现这样的现象,是因为在蓼属植物生长的环境中,茂盛的植物群落往往会吸引一大群昆虫前来饱餐一顿。所以,在跟“自家人”在一起的时候,这种植物就会向同胞发出警报信号,让集体成员共同御敌;如果它们的身边只有其他种类的植物,那么它们就会选择将麻烦留给异族邻居,而自己则集中精力加快生长,以求在侵害中尽可能地存活下来。

加拿大科学家通过实验研究发现,当美洲海南芥(jiè)(一种生长在北美五大湖岸边的开花灌木)和异族植物被种植在同一个花盆里时,它会毫不犹豫地伸展根系,尽可能多地吸收水分和养料;而当它被移栽到近亲植物的花盆里时,却反而会阻止自己饥渴的根系与同胞争夺资源。

让人意想不到的是,植物并非是通过释放化学物质到空气中来辨认“亲友”的,甚至也不是通过菌根网络来进行亲缘识别的。进一步研究证明,这些识别信号是以一种分泌液的形式表现出来的,但是这种分泌液的成分很复杂。不管怎么说,这种“认亲”的能力非常有利于植物种群的进化和发展,还能把优良的基因遗传给下一代。

利用植物“互联网

研究植物的相互作用和亲缘选择,不仅增加了人类的植物学知识,更引起了农学家们的注意,因为这些研究对发展农业来说,是非常有用的。比如,人们已经懂得要将几种生长季节相近的农作物间隔种植,让它们相互“帮助”:驱赶害虫、吸引传粉昆虫和促进吸收营养物质等。这种古老的技术如今仍然可以在生产中取得良好的成效。而如果一片地里生长的都是同一种农作物,那么一种单一的害虫或病毒就能把它们全都毁掉,农民只能大量使用农药来解决这个问题。如果田里能同时种植多种互利的农作物,组成如同热带雨林里那样,各种植物和谐共处、“联合御敌”的景象,人们也许就能和农药说拜拜了。

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