理查德·卡尔班
在一般人看来,植物都是沉默不语的,因为我们并不能感觉到它们之间有信息交流。但其实,植物总是把各种密码信息发给邻近的植物,以便它们能抵御昆虫的袭击和其他威胁,并召唤这些昆虫的天敌来保卫它们,而人类才刚刚开始学会窃听这些秘密对话。
植物之间的交谈以化学代码的方式进行——它们会散发出一种具有挥发性的有机化合物(VOCs)的含碳分子,并将它散布到空气中,以此发出信息。挥发性化合物是一种特殊的化学物质,在植物中含有的种类高达3万多种,极易在空气中挥发。某些挥发性化合物产生的气味,闻起来就像是草药或鲜花的味道,而另一些只有在特定条件的刺激下才会被释放出来:譬如在植物遭受攻击的几秒内,它会散发出绿叶挥发物,这是一种目前能检测到的物质,闻起来就像是刚被修剪过的草坪发出的味道。
植物散发出的这些化合物,是它们对昆虫啃咬,及其唾液、呕吐物、产卵所产生的液体所做出的反应。昆虫的啃咬会激发植物体内的茉莉酸、乙烯或者水杨酸,这些物质能激活植物的防御基因,也可以被释放到空气中,警告附近的其他植物有危险到来。
为了证实植物的这种“交谈”,科学家做过实验:用小剪刀剪掉一丛灌木的叶子,在叶子边缘和叶尖上制造了很多缺口,以此来伪装成一只蝗虫或甲虫在啃咬植物的样子。几个月后,科学家发现灌木的很多叶子真的被蝗虫和甲虫破坏了,而灌木周围的其他植物却躲过一劫。科学家剪掉叶子的举动,无疑让植物认为自己正在遭受昆虫的攻击,于是就释放了挥发性化合物到空气中,邻近的植物收到了信息,才得以准备充足,躲过一劫。很有意思的是,如果把修剪过叶子的枝叶用塑料袋套上,那么周围的植物就接收不到警告信息,也无法对昆虫的进攻做出任何准备。
挥发性化合物所蕴藏的信息,并不限于自己的种群,不同种类的植物也可以截获这种信息,譬如蒿属植物释放的警告信息,就能够激活西红柿和马铃薯的防御体系,但目前还不清楚究竟有多少种植物能截获其他种类植物的信息。
而且,植物也不总是希望自己的信息被截获,因为相邻的植物存在竞争关系,告诉邻居自己正在被攻击并不符合它的利益,它不可能对竞争对手发出警告,让对手幸免于难而自己却受到侵害。但是,植物被攻击后散发挥发性化合物是自然过程,所以其他植物总能接收到这些信息。
奇特的是,一些昆虫也能截获植物的这种信息。对于它们,这种信息无异于进餐的信号。例如被红蜘蛛啃咬的苹果树,在释放出的挥发性化合物的时候,红蜘蛛也能接收到;雌性叶蜂在欧洲赤松上产卵,赤松散发的挥发性化合物会吸引来它们的天敌姬小蜂,姬小蜂会杀死这些虫卵;烟草植物在被蚜虫啃咬时,散发的挥发性化合物会召来寄生红尾蜂,它们会把卵产在蚜虫身上,孵化出的幼虫会把蚜虫吃掉。
如今,当植物和植物,植物和昆虫能用挥发性化合物“交谈”时,人类才刚刚破解这种密码。科学家至今不知道植物如何从空气中接受这些挥发性化合物,这些分子是否可以直接被叶子吸收,但他们确定植物确实会接收这种信息,并做出防御反应。
至于植物如何解码化合物中的信息,至今还是个谜题。科学家曾用装满特殊纤维的塑料袋罩在剪掉的枝叶上,收集植物散发的挥发性化合物,并用气相色谱仪进行分析,但依然难以鉴别这些活性成分。他们认为,要想破解植物的这种密码系统,必须同时解码整个生态系统的化学发生过程。
科学家警告气候变化能扰乱植物间的交流,破坏生态系统的稳定。一些信号可能会被放大,而另一些则可能会被抑制,甚至难以被探测。如果我们能够破解植物交流信息的密码,无疑有助于我们了解植物如何应对环境变化。
所以,当你在公园享受林木幽静时,请记住这种宁静只是假象,因为在你的身边,有无数的信息正在传递,如果你能“听”到它们,你就会发现:整个公园的花草树木都在呼喊。endprint