植物的秘密生活
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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。
我们可以换一种思路来理解这个问题。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(Suzanne Simard)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(McMaster University)的植物学家苏珊?达德利(Susan Dudley)博士,她和同事们研究了美洲海南芥(American Sea Rocket)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
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