研究證實 植物交流確有其事

參考消息 發佈 2023-06-07T16:12:29.578209+00:00

參考消息網6月7日報導據美國《發現》雜誌網站4月28日報導,植物如何交流一直是一個值得討論的問題。事實上,它一開始就極具爭議性:《植物的秘密生活》(1973年)等書似乎破壞了該領域一些早期研究的可信度。因為這些書提出,如果你(對它們)說話、唱歌或演奏古典音樂,植物就會茁壯成長。

參考消息網6月7日報導據美國《發現》雜誌網站4月28日報導,植物如何交流一直是一個值得討論的問題。

事實上,它一開始就極具爭議性:《植物的秘密生活》(1973年)等書似乎破壞了該領域一些早期研究的可信度。因為這些書提出,如果你(對它們)說話、唱歌或演奏古典音樂,植物就會茁壯成長。

儘管許多此類說法後來被揭穿,但研究人員仍然堅持認為,植物之間以及植物與動物之間存在某種交流。

植物交流是一個令人困惑的話題。也許是因為科學家們還在了解這個過程。我們了解到的是,植物之間以及與周圍環境之間確實有著廣泛的交流機制。

美國加利福尼亞大學戴維斯分校昆蟲學教授理察·卡爾班說:「很顯然,植物並不是食草動物的無反應受害者,而是對其環境中的各種事物都非常敏感。它們會對可靠信息作出回應。」

他還說:「然而,目前還不清楚這些不同信息來源有多重要。」

幸運的是,專家們正在從不同角度解決這個問題。

構建起「樹維網」?

關於植物交流爭論的一個主要內容叫「樹維網」,得名於網際網路。這一概念最早出現在20世紀90年代,當時科學家們開始提出,森林通過被稱為菌根的細長真菌組成的錯綜複雜的網絡在地下相連。

1997年發表在《自然》雜誌上的一篇論文成為這一理論的基石,它提出森林中的樹木並不相互競爭,而是相互合作。換句話說,樹木利用這些真菌鏈來分享信息、水、營養物質等。

如今,樹維網理論在流行文化和教育材料中無所不在,研究人員還在繼續研究植物交流網絡的運作方式。

例如,一項研究顯示,碳在日本紅松幼苗之間移動。同樣,染色物質在黃松樹苗之間移動。

科學界對樹維網是否存在尚無定論,但這一事實並不排除所有交流的可能性。要找到問題的根源,也許應該問植物是如何交流的,而不是它們是否交流。

利用化學物質

當你聞到一股割草的清香時,這些草葉實際上是在呼救,並發出危險警告。越來越多的研究表明,當植物被昆蟲等捕食者破壞時,它們會向空氣中釋放化學物質。

卡爾班說,同一株植物上的其他敏感葉片以及它們周圍的葉片會感知到這些化學信號,隨後加強它們自己的防禦。

例如,他自己的研究表明,蒿類植物在受到害蟲攻擊時會發出警報,這樣其他蒿類植物就通過生長更快和更強壯作出反應。甚至其他物種,比如菸草,也能感知並對這種警報作出反應。

卡爾班說:「這些揮發性化學信號是植物獲得可靠信息的一個潛在來源。現在還不清楚的是,這種情況有多普遍,它在植物中有多普遍,以及它有多重要。」

釋放交流聲音

特拉維夫大學植物科學與食品安全學院教授莉拉赫·哈達尼希望更好地了解植物是否也利用聲音進行交流。

在今年發表的一項研究中,她的團隊把番茄和菸草放在一個隔音的盒子裡,然後記錄下20到150千赫茲之間的超聲波。他們試驗了切割莖幹或斷水來模擬乾旱。

研究人員發現,這些植物發出的爆裂聲和咔嗒聲約為60分貝,幾乎和人類閒聊的聲音一樣大。然而,這些聲音處在人類無法自然聽到的超聲波頻率。

哈達尼的團隊甚至利用人工智慧將不同聲音與植物的環境進行匹配。無論它們是被切斷還是缺水,每一種壓力都可以配上一種特定的、可以辨別的聲音。

這種聲音是如何產生的,產生聲音的生物代價是什麼,它們是否有什麼用途,還不得而知。事實上,研究人員仍然不確定這些聲音是否用於交流。

哈達尼說:「我們不知道它們是否利用聲音,或者聲音是否是由於生理變化而完全以被動方法發出的。但我們確實知道它們存在於空中,它們含有信息。」

通過土壤溝通

與植物上部一樣,根部也會產生揮發性化學物質、激素和其他信號分子,這些分子可以通過土壤傳輸到其他根部並被探測到。

而且,最重要的是,地下生活著大量微生物。這些微生物也會對植物釋放出的東西作出反應。

英國謝菲爾德大學研究植物—土壤過程的教授凱蒂·菲爾德說:「我認為,我們關注菌根真菌網絡(樹維網)是因為我們能看到它,能在腦海中想像它。」但是,她繼續說,其他微生物的作用被低估和誤解了。

例如,如果根部分泌糖分或其他碳水化合物,就可能改變微生物組的構成。然後,生活在土壤中的微生物群落可能會對其他植物的情況產生影響。

菲爾德說:「因此,還有這種間接交流,(而且)我們不知道它是如何進行的,也不知道它做了什麼。」

真菌成為媒介

不過,根據今年2月發表在《自然》周刊上的研究結果,雖然大多數植物根部都被真菌——真菌從土壤中給植物提供水和養分以換取糖分和碳——包圍,但證明這些網絡用於植物之間交流的證據仍然稀缺。

實驗表明,大多數在樹木之間「轉移」的分子都停留在真菌中。此外,對這些過程中可能起作用的其他因素的研究很少,而且學者們也不清楚,為什麼對真菌從這一過程中獲得的好處進行的研究如此之少。

菲爾德說:「真菌有自己的安排。它在做自己的事情。而且我們不太清楚它到底在做什麼。我們不知道它是怎麼做的。我們也不知道它為什麼要這樣做。我認為在我們開始劃分植物交流中的角色之前,我們需要更好地理解這一點。」

植物為何交流

所有這些研究的一個重要結論是,植物可能不是主動在交流。相反,據卡爾班說,它們可能在主動偷聽。

卡爾班說:「如果環境中有可靠信息能夠提高它們的健康,那麼提出植物會對這種信息作出反應的觀點就是合理的。」

這可能是植物對光線質量和數量——這對它們很重要——很敏感以及它們對看護者與它們交談或為它們演奏音樂沒反應的原因。這些東西並不能增加它們的健康。

卡爾班說:「我們認為,只要這些信號是可靠的,植物就會關注它們。但這與有選擇地主動發出這些信號的觀點大相逕庭。」

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