“寻亲访友”“趋利避害”植物“社交”心机多

新华社北京5月13日新媒体专电 英国“对话”网站近日发表题为《植物通过交流、共享资源和改变环境实现在复杂世界中的繁荣》的文章，作者系植物科学家贝龙达·蒙哥马利。全文摘编如下：

作为一个物种，人类有合作的基因。这就是为什么在新冠肺炎大流行期间，封锁措施和远程办公让我们中的许多人感觉困难。

而对于其他生物体来说，保持社交距离则更为自然。笔者是一名植物科学家，花了数年时间研究光线暗示如何影响植物——从植物生命周期开始时种子的萌发一直到叶落或死亡。在我的新书《植物的榜样》中，我探讨了我们可以从植物行为的环境调节功能中学到什么。

一个重要的认识是，植物有形成相互依赖的能力，但在联系可能具有破坏性的时候，也有避免相互依赖的能力。一般而言，植物不断地与它们所处生态系统中的其他生物进行交流和接触。但是当这些持续存在的联系可能造成破坏而非带来好处时，植物可能会表现出某种形式的社交疏远。

相互依赖

当条件适合的时候，大多数植物都是拉“关系”的高手。绝大多数植物的根茎上面或内部都生活着真菌。这些真菌和根茎一起形成被称为菌根的结构，其外形类似于一种网状构造。

菌根可以提高寄主植物通过根部吸收水以及氮和磷酸盐之类的养分的能力。作为回报，植物与它们的伴生真菌分享它们通过光合作用产生的糖分。因此，真菌和寄主植物存在强有力的互相联系，并且互相依靠对方实现生存和繁荣。

菌根联系可以通过同一个功能网络联结多颗植物。当植物产生的糖分超过自己的需要时，它们可以通过这个相互联系的根茎——真菌网络分享糖分。通过这一过程，它们将确保群落中的所有植物都能获得支持自身生长所需的能量。

换句话说，这些联系延伸至单一寄主植物及其伴生真菌之外的区域。它们形成涵盖整个群落的关系，以及植物与真菌互相依赖的网络。外部环境中的因素——例如可用来进行光合作用的光照量和植物周围土壤的成分等——对这些网络中的联系进行微调。

菌根也发挥沟通渠道的功能。科学家已经在文献中记载了植物可以通过真菌网络把防御性化学物质——如提高对虫害的抵抗力的物质——传递给其他植物。这些联系还使遭到了蚜虫或其他类似害虫袭击的植物能够向邻近植物发出信号，以便让它们抢先激活自己的防御性反应。

躲避危险

分享有助于其他植物避免危险的资源或信息是植物生态系统联通性和相互依赖性所具有的力量的宝贵范例。不过，有时候求生欲要求植物切断联系。

当光线或营养物之类的环境暗示变得足够稀少，以至于寄主植物通过光合作用所能制取的糖分只够支持其自身生长时，在一个较大群落网络中积极保持相互联系可能是危险的。在这样的情况下，通过分享有限的糖分供应，寄主植物所失去的水分和营养物将会超过其从网络中所能获取的水分和营养物。

在这样的时候，植物可以通过限制其与伴生真菌交换物质的种类以及避免形成新的联系，来制约菌根联系及其发展。这是一种物理疏远形式，它将在植物拥有有限能量供应时保护它们的自我供养能力，以便它们能够长期生存下来。

当状况改善时，植物可以恢复与伴生真菌的分享行为，并建立额外的联系和相互依赖关系。它们可以通过与它们庞大的植物与真菌群落共享资源和有关生态系统的信息而获益。

识别亲属

保持社交距离并不是植物在世界上生存的唯一法门。它们还能识别与自己有亲属关系的植物，并据此调整自己分享或竞争的能力。当被某个真菌网络联系在一起的植物是在遗传学上关系密切的亲属时，它们与该网络中的真菌所分享的糖分会比网络中的其他植物与自己没有亲属关系时要更多一些。

优先考虑亲属的做法对我们人类来说可能感觉十分熟悉。人类和其他生物体一样，经常会积极地为帮助我们亲属的生存贡献力量。人们有时把这种行为说成是致力于确保“姓氏”的延续。对于植物来说，支持亲属是确保它们延续自身基因的一个方式。

植物还可以改变环境的某些方面来更好地支持自身生长。有时候存在于土壤中的基本营养物被以植物无法吸收的某种形式“锁定”起来：例如铁可能以与铁锈十分相似的方式被与其他化学物质绑定在一起。当这种情况发生时，植物可以从根部分泌出化合物，从而实际上把这些营养物溶解为植物能够容易使用的形式。

协同合作

通过这种方式，植物可以单独或共同地改变所处环境。通过一种名为“群集”的类似于蜂群或鸟群移动的协作过程，植物的根部可以朝同一个方向生长。这样的根部群集将使植物能够在特定的土壤区域释放大量化学物质，从而提供更多养分供植物使用。

像菌根共生、亲属识别和协同改变环境等行为表明，总体而言植物团结在一起时会生活得更好。通过与外部环境保持合拍，植物可以决定什么时候合作和培养相互依赖关系要比独善其身更好一些。

在思考植物和真菌之间的这些可以调整的联系和相互依赖关系时，我不断地获得灵感——尤其是在新冠大流行的年份。当我们在持续变化的世界中行走时，植物将为人类提供有关独立、相互依赖和相互支持的所有关系的榜样。

来源： 新华社