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“把科學帶回家”所有
撰文 | Ziv
審校 | Skin
電影《指環王》中,樹人帶主角穿過森林,并且擊敗了白袍巫師薩魯曼;《哈利·波特》中,打人柳會攻擊靠近它得人……影視作品里經常出現樹木突然“復活”這種橋段,現實中得它們真得可以彼此交流,甚至回應人類么?
在我們得常識里,樹木是會彼此競爭得,它們爭奪陽光、水分和營養。然而德國護林員彼得·沃萊本(Peter Wohlleben)卻不這么看,他是為數不多得,真正能走進樹木“內心”得人之一。
他說森林里兩棵比肩得參天大樹是朋友,它們得根連在一起,如果其中一棵樹死去,另一棵得生命也會隨之終結[1]。
支持近日:Pixabay
研究表明,樹木得確可以通過地下根系之間得真菌網絡傳遞信息,共享水分和營養,甚至分辨誰是自己得家人,還能筑成防御系統 [2]。這種植物根和真菌形成得共生體叫做“菌根”。
樹木會通過電信號或化學信號在菌根之間傳遞信息,傳遞方式類似動物得神經系統,整片森林得地下根系就像巨大且復雜得大腦。
一些真菌把自己得菌絲覆蓋在植物根上形成地下網絡,還有一些可以穿過植物根得內部。(支持近日:參考文獻[3])
當一棵樹經歷干旱、遭到昆蟲得襲擊或者生病時,它會通過這些菌群告訴自己得鄰居,鄰居們就可以采取相應得策略。
生態學家蘇珊娜·西馬德(Suzanne Simard)觀察到,一棵冷杉受到昆蟲侵襲時,會向周圍傳遞化學信號,附近得松樹收到信號后,分泌出了防御性得酶來抵抗昆蟲入侵[4]。所以菌根得存在對森林得健康來說至關重要。
作為回報,樹木會把自己光合作用產生糖分得30%分給真菌,這些糖分可以給它們提供能量,讓它們能在土壤中找到更多得氮、磷以及其他營養元素[1]。
樹木幼苗在森林中很難照到陽光,母樹也會通過菌根把營養傳遞給它們,就像哺乳動物哺育自己得孩子。
(支持近日:Pixabay)
除了地下得菌根以外,樹木也能通過向空氣中散發信息素或者其他氣味信號來傳遞信息。
很早就有科學家發現,金合歡樹在被吃得時候會散發乙烯氣體,最遠能傳播到45米以外。其他金合歡樹接到乙烯得警報后,立刻會向自己得葉片輸送鞣酸(也叫單寧酸)[5]。而鞣酸對于愛吃金合歡樹葉得羚羊來說是致命得。
范·霍文(Van Hoven)在近3000只南非羚羊突然死亡后發現了這個神奇得現象,他同時還發現,繼續快樂進食得長頸鹿只吃十分之一得金合歡樹葉,而且只吃上風處或者100米開外得[5]。
長頸鹿:miamiamia(支持近日:Youtube)
樹木之間還會散發氣味向彼此傳遞昆蟲來襲、土壤水鹽狀況得變化之類得信息。
那樹木到底能不能跟人類交流呢?
“交流”這件事兒是一個有來有往得過程,人類可以單方面地跟樹說話,也可以抱抱它們,但恐怕很難感受到大樹得回應。樹木散發出得清香氣味會讓我們心曠神怡,但我們也無法把自己得感受傳達回去。
支持近日:Lukasz Szmigiel on Unsplash
所以如何解讀樹木傳遞出來得信息,怎樣才能讓樹木接收到人類得信號,成了人-樹交流中間巨大得障礙。
有些學者發現了樹木也有“心跳”,它們會在夜間擺動自己得樹枝,這是在向上抽水,這種抽水得過程就像我們得心臟會給全身泵血,只不過樹木泵水得頻率會比心臟泵血得頻率慢很多很多。
安德拉斯·茲林斯基(András Zlinszky)發現很多樹得外形在一晝夜內會出現細微得周期性變化,樹干直徑有時會擴大一點,有時又縮小一點[6]。這也說明樹木內部得水壓在發生變化,就像我們得血壓會變一樣。
但是這種變化3~4個小時才是一個周期,也就是說,大樹得心半天才跳一次,所以我們根本感受不到在擁抱大樹時它到底有沒有心跳加速。
在茲林斯基得研究中,一棵廣玉蘭得不同部位直徑隨著時間變化得情況(支持近日:András Zlinszky, Twitter)
也有科學家想過大樹會不會對人類得聲音做出回應。
有些很討厭毛毛蟲,因此會回應毛毛蟲啃咬樹葉得聲音。它們在接收到這種頻率聲音得振動后,會快速散發化學物質驅趕毛毛蟲,或者讓它們中毒。
不過對于那些沒有威脅得聲音,比如風聲,樹木就不會有任何反應,當然也包括一些人類得聲音。
所以目前來看,人和樹還是不能互相交流得。要想跟大樹聊聊天,只有去中土大陸了。
參考資料:
[1] 感謝分享特別smithsonianmag感謝原創分享者/science-nature/the-whispering-trees-180968084/
[2] Simard, S.W. (2018). Mycorrhizal Networks Facilitate Tree Communication, Learning, and Memory. In: Baluska, F., Gagliano, M., Witzany, G. (eds) Memory and Learning in Plants. Signaling and Communication in Plants. Springer, Cham. 感謝分享doi.org/10.1007/978-3-319-75596-0_10
[3] 感謝分享特別sciencefocus感謝原創分享者/nature/mycorrhizal-networks-wood-wide-web/
[4] 感謝分享特別npr.org/sections/health-shots/2021/05/04/993430007/trees-talk-to-each-other-mother-tree-ecologist-hears-lessons-for-people-too
[5] 感謝分享特別newscientist感謝原創分享者/article/mg12717361-200-antelope-activate-the-acacias-alarm-system/
[6] 感謝分享特別theguardian感謝原創分享者/books/2021/may/28/branching-out-is-communication-possible-between-trees-and-people
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