发现植物的秘密生活(图)

植物可以依靠信息传递来识别亲友。(网络图片)

植物之间存在着复杂的物质和信息交换网络，研究这个网络有助于人类更好地管理大自然，并提高农业生产的效益。

虽说动植物都是人类的朋友，但人们似乎更喜欢养宠物，因为人们相信自己能猜出宠物的心思。植物则不然，它们没有人类熟悉的信息传递方式，我们对它们了解甚少，不知道它们生活得怎么样，到底在想什么。

就拿我们平时最常见的行道树来说，它们的日子过得好吗？除了按时浇水，定期施肥，它们还需要我们做什么？这个问题很难回答，一旦我们发现它们需要什么，往往就意味着它们已经病入膏肓了。

让我们换一种思路来理解。想想看，野生植物的生存状态和城市里的人工植物有何不同？去真正的原始森林里走一趟你就会明白两者的差别还是很大的。野生状态下任何一棵树都不会是单独生长在那里的，它的周围肯定会生长着很多同种或者不同种的树木，还会有野草、藤蔓和各种昆虫与之相伴。也就是说，在自然状态下每棵树都必须和周围的动植物发生关系，它们之间的物质和信息交流肯定极为密切。但是，这种交流通常发生在分子层面，肉眼是看不到的，必须借助科学实验才能窥探到植物的秘密生活。

这种实验难度很高，因为自然状态下的植物密度大，物质传递的路线极为复杂，如何才能跟踪这些物质的传递呢？这就需要请出放射性元素。日本的核电站事故让我们意识到了放射性泄漏的危险，但其实放射性元素是研究植物通信的最佳方式，因为带有放射性的元素其化学特征没有变化，科学家可以利用其放射性追踪它的路径。加拿大不列颠哥伦比亚大学的植物学家苏珊娜·西马德博士便利用放射性碳14作为标记物，发现水分和养料通常会从健康状况良好的植物流向身体较弱的植物，好像植物懂得帮助弱者似的。她用这个方法研究了道格拉斯冷杉，发现成年冷杉会通过根系将营养成分传递给同种的幼衫，帮助它们生长。

营养成分的传递靠的是生活在土壤中的微生物，它们帮助植物吸收养分，传递信息，以此来换取植物提供的能量。这是一种典型的共生关系，事实上每棵树的根系都是一个错综复杂的生态系统，行道树缺的就是这个。

植物可以依靠信息传递来识别亲友，最早发现这一点的是加拿大麦克马斯特大学的植物学家苏珊·达德利博士。她和同事们研究了美洲海南芥的生长情况，发现如果一株海南芥单独生长的话，它的根系扩张便进行得毫无限制，对营养物质的吸收也是竭尽全力。但如果是一群海南芥长在一起的话，它们便会互相谦让，仿佛知道和自己竞争的是兄弟姐妹。

进一步研究发现，海南芥是通过根系分泌物来识别对方的。这种分泌物中包含的糖分、蛋白质、氨基酸、类黄酮、苯酚和有机酸等化学物质都可能被用来传递信息。

植物之间的信息传递还能够用来协调防卫机制。美国科罗拉多州立大学的植物学家阿曼达·布罗兹博士曾经研究过虎杖（一种紫菀科植物）的防卫机能，她用人工方法模拟害虫的进攻，如果实验对象的周围长着一群虎杖，它便会分泌出植物毒素来阻止害虫的进攻；如果实验对象的周围生长着一群其他植物，那么它便不加理会，把防卫害虫的重担交给异类。

分泌植物毒素需要消耗能量，所以狡猾的虎杖不到万不得已的时候是不会这么做的。布罗兹认为虎杖之所以是一种公认的极厉害的入侵植物，就是因为它们总是协调起来一起行动。一旦虎杖侵入某个适宜生长的地区，那么在很短时间内它便会取代该地区原有的植物，成为新的霸主。

科学家们之所以热衷于研究植物的秘密生活，并不光是为了满足自己的求知欲，这项研究有助于农民提高产量，降低成本。大家都知道，现代农业的特征就是单一品种种植，这是和野生状态截然不同的一种生活方式，很可能出现这样那样的问题。科学家们希望搞清植物共生的秘密，让农作物更加健康。

南美洲的玛雅人就很会利用这一点。他们在同一块地上种玉米、豆子和青南瓜，而且一定要按照次序来种，即先种玉米，等玉米茎秆长成后再种豆子，茎秆刚好为豆苗提供了攀爬的支柱，而豆子则通过根瘤菌固氮，为玉米提供养分，最后再种青南瓜，让匍匐在地的南瓜叶子挡住盛夏的阳光，保持土壤水分，度过南美洲漫长的旱季。

这种种植方法听上去很完美，但肯定会增加农民的劳动量，也不利于机械化作业，不可能大面积推广。如果科学家搞清楚3种植物各自的功能，并加以模仿的话，就能趋利避害，达到同样的目的。事实上，地膜完全可以替代青南瓜叶片，木头支架可以代替玉米茎秆，惟一无法替代的是根瘤菌，只能用氮肥来弥补。科学家们正在加紧攻关，希望有一天让根瘤菌生活在非豆科植物的根须上。