你家里的植物,也许一直在注视着你!

百家 作者:果壳 2021-08-17 23:04:46

撰文 | 沈梦溪


这年头,几乎每个人都会在家里养上几盆植物,虽然许多人养一盆死一盆,甚至连号称最好养活的仙人掌都养不活,但这却无法阻挡他们继续养下去。有些人想要的只是给家里添加一点绿意,有些人却是因为喜欢闲暇的时候摆弄一下植物,静静观赏而已。但是,你有没有想到过,植物很可能也是有感知的,每当你凝视它们的时候,它们也在“凝视”着你?


谁家没养着几盆植物呢?| pixabay


近年来,越来越多的证据表明,植物们在很多情况下表现得与动物很相似:为了生存而相互搏杀、能够感受环境变化而迅速改变自身做出适应、它们能够识别出自己的亲属与敌人,有一些群居生长的植物甚至表现出了类似蚂蚁一般的社会性。


科学家们从上个世纪70年代就开始研究植物的这些能力,最早的时候他们发现某些植物能够分泌各种有毒物质,通过雨水淋滤等作用释放到土壤中,从而毒死周围的其他种类植物,比如云杉能够释放水杨酸,水杨酸被雨水带到林下土壤中,从而抑制了云杉根系附近灌木的生长。


不仅仅是云杉树林林下灌木稀少,还有许多其他树种也是如此  | pixabay


随后,随着技术的不断进步,科学家们开始发现植物还能对动物的侵害产生反应,并将这一信息告知同伴。比如大名鼎鼎的尼古丁,这本来是烟草用来防御昆虫伤害所分泌出来的物质,是一种强致命的毒物,能够毒杀大部分昆虫;又或者是单宁等化学物质,这些物质能够让植物本身口感变差,让动物无法下口。而且更有趣的是,一旦某一株植物受伤,其周边的其他植物也都会产生反应,比如体内某些毒素成分含量增加等。


虽然烟草现在被用来制作香烟,但是这种植物合成尼古丁的目的其实是防止动物的啃食  | pixabay


不止如此,植物甚至能够快速识别自己的植物敌人与亲属。比如菟丝子,是一种寄生性植物,它们喜欢寄生在番茄身上,科学家们曾做过实验,将菟丝子放在番茄和小麦中间,菟丝子在缓慢摇摆之后就会快速选择攀附到番茄身上——显然这是因为它们体内有某种感知器官,能够嗅探到番茄的存在;而另外一种情况就是,植物们会识别自己的亲属,对自己的亲属予以照顾,所有植物在土壤中都会大肆扩张自己的根系从而吸收营养,即使是同种植物之间这种竞争也都非常激烈,但是一旦识别到隔壁是自己的亲属,植物的根系扩张就会放缓,因此相比之下生长在一起的亲属植物的根系就会远比非亲属植物的小,目前科学家们在小麦、水稻、玉米等多种植物之间都发现了这种亲属识别的现象。


 

菟丝子 | wikipedia


除了这些现象之外,有些植物还会表现出真社会性来。


可能每一个看过蚂蚁相关纪录片的人都会对它们印象深刻,每一群蚂蚁就像是一个小社会一样,在地下构建出一个个微型王国。它们在种群中有明确的职业划分:负责繁殖后代的蚁后、负责与蚁后交配的雄蚁、负责保卫和照料工作的兵蚁和工蚁。


切叶蚁中的七种不同阶级的工蚁(左),和蚁后的两种形态(右侧) | wikipedia


由这些蚂蚁构成的蚂蚁王国中,不同蚂蚁各司其职,有些种类的蚂蚁甚至还开发出了类似于放牧、播种或者是耕作的习性。比如有些蚂蚁会放牧蚜虫,蚁群将蚜虫驱赶到叶片背部食物充足的地方集中看管,并为蚜虫驱逐天敌,等到蚜虫吃饱喝足后,就会分泌蜜露,此时蚂蚁就会用触角戳蚜虫来挤出这些蜜露,就好像人类挤牛奶一样;还有些切叶蚁则会切下叶片放置到蚁巢的阴暗潮湿处,将它们作为真菌的培养皿,从而收获真菌。


正在放牧蚜虫的蚂蚁,绿色的小点点就是蚜虫 | 自拍


科学家们将类似于蚂蚁这种群体中有明确分工,有多个世代,并且某些个体会照顾其他幼年个体的现象称之为真社会性。真社会性生物生来就有固定的职业分工,它们无私无畏,工作效率极高,有些人还脑洞大开,以这些真社会性昆虫为蓝本虚构出了一个“虫族”来,无论是在著名游戏《星际争霸》还是在著名电影《星河战队》中,我们都能看到“虫族”的身影。



在以往,人们认为真社会性生物只可能出现在动物中。但是最近的发现越来越动摇人们的这个观点了——可能也有一些植物出现了这种神奇的真社会性。


如果我们经常钻小树林的话,那么可能会有幸见到一些可爱的植物,它们突兀地长在活着的树干上,把树干装点得绿意盎然的,这些植物被称为附生植物,大多是蕨类,在潮湿的南方尤为多见。


寄生在树木上的植物,仔细观察,许多树林中都能找到这种情况   | pixabay


今天的主角就是这么一种附生植物——二歧鹿角蕨。这种植物原产澳大利亚,但是现在在中国也被人们大量栽培用作园艺观赏,被栽培的时候它可能是孤零零一颗长在土中,不过要是在它的澳大利亚老家,它会是一大团一大团的附着在树干之上,最多可能会在一根树干上长数百颗植物,它们的根茎部位膨大,枝叶向四面八方生长开,看上去好像是一个超大号马蜂窝长了许多叶子一样。


二歧鹿角蕨 | flicker


最近有科学家在澳大利亚外海600千米的一座海外孤岛豪勋爵岛调查这些二歧鹿角蕨的时候,对这些丛生的鹿角蕨进行了专门研究。研究发现,这些鹿角蕨蕨膨大的根部实际上是一个公共资源库,在这里储存着水分和养料,任何个体都可以从这个资源库中汲取这些养分,这是由于这些植物附生在树干之上,既没有土壤,也没有水分,因此它们共同伸展了自己的根部交织在一起。鹿角蕨在靠近根部的地方会生长一些叶片状的组织,成熟后就会立即死亡,但却不会掉落,而是会与这些根系生长在一起,永久保留下来,当植物不断生长,它们的根部也就不断与叶片状组织交织在一起不断膨大,从而成为一个可以存储水分和有机质的巨大的巢状储存库。


豪勋爵岛 | wikicommon


更有意思的是,在巢状储存库上方的植物叶片会生长成长椭圆形的大叶片,多个叶片组合起来就好像一个喇叭口一样能够将雨水汇集到巢状储存库的中央,而生长在巢状储存库下方贴近储存库的植物,其叶片则会生长成为圆形、海绵状的,这可能用来堵住储存库的底部,防止水分向下渗漏。而且,越靠下端的植株,其生殖能力越弱,甚至压根没有生殖能力,越往上的植株生殖能力越强——事实上,像这种植物团中,可能会有40%左右的植物完全没有生殖能力。这就意味着其中的一部分植物放弃了生殖能力,专心致志为整个团体谋利益,这是不是有点类似于蚁群中的工蚁了?此外,在这些植物中,其新繁殖出来的下一代幼体往往会生长在储存库的中央地带,那里营养丰富,更容易生长——这可能是不那么明显的照料下一代的过程。


根部的圆形叶子专为公共储存库而形成,储存库底部的植株无生殖能力  | wikicommon


如果考虑到我们在前文所看到的植物会通过某些化学物质相互交流,那么我们自然能够推测,像这么一大群植物,可能真的就好像是一个小社会一样,它们分工合作、上一代植物自发照顾下一代,而且通过无声的化学物质一直在不停窃窃私语——它们实际上与一群蚂蚁在本质上并无区别了!


所以,让我们再回到开头的问题,当我们养植物、观察植物的时候,它们可能并不是一无所知,我们身上的香水味道、洗发水味道、喝了酒的酒精味道,甚至是没刷牙的口臭,可能都会让它们有所感知,只不过我们暂时无法体验到植物的喜怒哀乐,也无从得知家里那一大堆植物们相互在窃窃私语说着什么,自然也无法了解即将死亡的那盆仙人掌会给新到的那盆栀子花留下哪些遗言。


参考文献

[1]张月白, 娄永根. 植物与植食性昆虫化学互作研究进展[J]. 应用生态学报, 2020(7).

[2]孔垂华. 植物种间和种内的化学作用[J]. 应用生态学报 2020年31卷7期, 2139-2150页, MEDLINE ISTIC PKU CSCD CA BP, 2020.

Burns K C ,  Hutton I ,  Shepherd L . Primitive eusociality in a land plant?[J]. Ecology, 2021.

[3]https://www.dailymotion.com/video/x1vz6pw



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