植物也「嘮嗑」聽聽它們都聊啥

遇到家族親屬，會親切地打個招呼，還會協調關係避免「窩裡鬥」；遇到競爭對手，則迅速發出威脅警告，並釋放毒素抑制對方生長。
這是人還是某種動物？都不是！能做出這些反應的是那些我們平時看上去仿佛很安靜的植物。在看不見的地下，植物的世界遠比我們想像中熱鬧。

最近，一項由中、德、英3國學者共同參與的最新研究發現，相鄰植物可以通過根部釋放的化學物質互相「對話」。這種由化學物質主導的「交流」，可以改變植物生長的微環境，調節養分供給，甚至影響產量。

1.從根部釋放化學物質進行「交流」

領導這一研究的中國科學院南京土壤研究所研究員孫波介紹，植物根系從土壤中汲取生長所需的養分，同時也釋放化學物質。這些化學物質改變了原本土壤裡的水、氣、生物等微環境，這些改變很可能對周圍其他植物也造成影響。此次，科研團隊選取了中國南方耕地經常相鄰種植的花生和木薯，來具體研究植物間的化學信號怎樣相互影響。

研究發現，木薯能從根部向土壤中釋放出一系列液態和氣態的氰化物，而附近的花生接收到這種信號後，能夠釋放相應的氣態分子乙烯，在乙烯影響下，花生植株會主動縮減地面植株的繁茂程度，優先保證果實的養分供給。同時，乙烯還能作為「召集信號」，聚集土壤中的有益微生物到花生根部，提高氮、磷等有效養分的吸收率，以進一步提高花生果實的飽滿程度和產量。

「這項研究告訴我們，植物根部釋放的化學物質，或許是不同植物間『交流對話』的關鍵。」孫波說。

其實除了釋放化學物質外，研究者還發現，植物可以通過物理信號包括電信號、聲波信號等進行交流。

西澳大利亞大學的生物學家莫妮卡·加利亞諾博士曾經做過一次實驗，將羅勒栽植到胡椒附近，胡椒的長勢就會變得更好，即便用一層塑料布把二者隔開，胡椒依然能保持這種變化。經過反覆實驗後研究人員認為，這是植物細胞內納米力學水平的聲信號在發揮著作用。來自英國布裡斯託大學的研究人員還曾證實，花朵能夠發出微弱的電信號，表示已經有蜜蜂來採過蜜了。

不同植物之間的交流，甚至可以在第三方的幫助下進行，而這位被科學家識破身份的「送信使者」，就是我們熟知的菟絲子。菟絲子這種寄生植物，會纏繞在植物的莖上，從接觸宿主的部位伸出尖刺，戳入宿主直達韌皮部。中國科學院昆明植物研究所的一項研究證實，它不僅外形酷似「電話線」，在不同宿主間也能起到「通信渠道」的作用。當昆蟲侵害一個宿主的時候，這個宿主能產生一個抗蟲信號，喚醒自身的防禦機制，通過菟絲子這個渠道，這個抗蟲信號能夠被傳輸到其他的宿主植物，令這些植物提起戒備，開始增強抗蟲能力。

2.通過「口令」決定是戰是和

除了進行「交流」之外，植物還能通過感知「鄰居」的「信息」來決定是否要對其發起攻擊。

植物在什麼情況下會對臨近植物「出手」呢？為了弄明白這個問題，中國農業大學資源與環境學院教授孔垂華帶領團隊用了7年時間，從植物的根系入手進行研究，最終揭開了這層神秘面紗。

他們把小麥種植在營養液裡，並通過樹脂收集液體中的各種化學物質，再一一進行分析。通過這種方法對小麥根系分泌物進行活性追蹤分離，孔垂華團隊得到了4個已知化合物，分別為茉莉酸、水楊酸、黑麥草內酯以及木犀草素。

可以說，黑麥草內酯和茉莉酸可以看做是小麥辨認其伴生植物的「信號」，通過感知這些化學物質的濃度，小麥就能判斷對方的存在。如果周圍的伴生植物達到了一定的密度，開始威脅到小麥的水分和養分吸收，小麥就會開始大量分泌DIMBOA抑制其生長，就像是拿起武器發動戰爭。

隨後，孔垂華和研究團隊通過對水稻的研究進一步證實，有親緣關係的水稻種植在一起，根系會儘量小心翼翼地避開彼此，從而最大程度減少競爭，而且不論是否存在與稗草的種間競爭，水稻與「親屬」之間的這種「關照」都會存在；而非親緣關係的水稻種植在一起結果則相反，它們的根系會扎得更深，更具活力和侵入性，力圖擠壓對方的生存空間。此外，研究人員還發現，在根系分泌物抑制劑作用下，或者完全阻斷根系物質交流後，這種親緣識別現象就會隨之消失。

「這與人或動物的家族關係非常一致，親人之間大多是相互關照，而對外人則保持警惕和防範。」孔垂華用確鑿的證據表明，植物也有親屬觀念並具備相應的辨識能力，對內相互協調，對外擴張領土。

3.聽懂植物語言促進農業生產

破譯植物語言、搞清植物親疏並不是因為科學家們太「八卦」，促進生產才是科學研究的終極意義。

孫波說：「搞清這些『對話』如何進行，就有機會解開更多植物的『生長密碼』，也能幫助人類更加科學有效地種植農作物。」

現在已經有科學家對此開始進行實踐了。德國波恩大學的研究者在對植物發出的聲信號進行測定後，給當地的農場配置了合適的「竊聽」裝置，通過這些信號農民就能夠辨別作物是否出現了病蟲害。

科學家還利用植物對其「敵對者」釋放的化學物質，成功研製出可以有效抑制病害的生物農藥。以菸草花葉病毒為例，這種病毒可感染的植物高達500多種。中國科學院昆明植物研究所的研究人員發現，雲南的某種野生植物，在遇到攜帶這種病毒的植物時，會大量分泌出一種次生代謝物，並能有效抵禦這種病毒的攻擊。他們根據從植物馬藍提取物中分離得到的活性成分，成功研製了一種新型生物農藥，不僅能有效防治菸草花葉病毒傳染，還最大限度地保護了生態環境。

來源：科技日報 張曄