植物社會性

2009年11月，據美國《連線》雜誌報導，在數十年來一直認為植物只能被動地接受命運之後，科學家最終發現它們也擁有行為能力這個一度被視為動物的“專利”。一些植物甚至表現出社會性，它們也會關心家人同時將附近陌生的傢伙趕走——證實了植物也擁有社會性的觀點。

基本介紹

• 中文名：植物社會性
• 所屬學科：植物生理學 社會科學
• 提出時間：2009年11月
• 雜誌報導：《連線》

觀點論證

20世紀80年代，麥克馬斯特大學生物學家蘇珊·達德利在求學時，植物也擁有社會性這種觀點實際上成為科學家的一種“禁忌”。1999年《植物的秘密生活》這一新世紀傑作促使植物社會性的觀點流行開來。但隨後有關“會說話的樹”的研究並沒有被“複製”，植物社會性這一觀點也隨之變得黯然無光。

雖然被視為一種愚蠢的想法，但有關植物間交流的研究卻也不斷增多。絕大多數圍繞植物如何自我防衛展開，例如釋放毒素或者在附近無關植物被吃掉時將資源集中於它們的免疫系統。這種自我保護顯然與某種類型的化學信號有關。進一步研究發現植物具有自我識別能力。它們是否會對親屬作出反應進而成為一個合理而令人痴迷的問題。

植物會“說話”這種觀點激發了人們的想像力，帶著這份想像力，科學家開始朝揭開謎團的道路前進。這種研究將讓人們以一個全新的視角看待植物行為和進化。通過將目光聚焦如何提高農業生產率，親屬識別研究能夠帶來豐碩的成果。

荷蘭內梅亨大學植物生態學家漢斯·德·科里恩表示：“我們知道，親屬識別和選擇在動物世界的家庭結構、利他行為以及類似事情中扮演著非常重要的角色。這種現象在動物世界表現得非常突出。一旦發現植物也具備親屬識別能力，我們便可將一系列假設套用到植物研究，這是此前任何人都無法想像的。”

爭議

對植物社會性的研究仍然很年輕，很多問題尚沒有得到解答。但這種研究可能改變人們看待植物世界的方式，為提高地球上日益減少的耕地產量提供一系列新途徑。蘇珊·達德利表示：“我在學校上學的時候，那時的研究人員認為一些植物獲取資源的能力高於或者低於其它植物，但他們卻對植物世界的整個社會性形勢視而不見。在將目光聚焦這個問題後，我吃驚地發現植物也擁有社會性。自此之後，我們發現了更多與之有關的東西。”

在刊登於2008年11月出版的《美國植物學雜誌》的一篇研究論文中，達德利描述了鳳仙花屬植物（一種常見開花植物）在周圍有親人存在時如何消耗與正常情況相比更少的能量，用於根部生長。如果遭遇的是在遺傳學上與之無關的鳳仙花屬植物，它們的根部便會儘可能快地生長。以這種方式辨認自己的親人是親屬識別能力的一個例子。在動物世界，這種現象非常普遍，動物是親屬識別的前驅，它們會幫助自己的家人，而不是只考慮到自己。達德利認為植物也擁有親屬識別能力。很顯然，這是一個富有爭議的想法，與之有關的爭論同時也反映出植物社會性研究已經走了多遠。

美國植物學雜誌封面

實驗

根葉均可釋放信號

有關植物親屬識別能力研究的標誌性論文2007年誕生於達德利的實驗室，當時她演示了美國植物searocket在置身陌生者之中時會加速根部生長，在陌生者換成其兄弟姐妹時又會減緩根部生長速度。與動物一樣，它們也會共享水和食物。

根據刊登於2008年10月號《通訊與整合生物學》的一篇研究論文描述，德拉瓦州大學生物學家哈什·巴斯和梅雷迪思·比德拉茲基，試圖通過將擬南芥菜秧苗（位於各自的盛裝容器內）暴露在其它擬南芥屬根部分泌物環境下這種方式，孤立其親屬識別通道。事實證明，信號正如達德利所發現的那樣存在於根部，其生長模式因分泌物到底來自親屬還是在遺傳上與之無關的植物發生變化。

令人感到好奇的是，達德利最近研究中使用的植物進行分別盛裝同時並沒有暴露在彼此的分泌物環境下，說明它們的葉子也和根部一樣釋放出化學信號。加利福尼亞州大學戴維斯分校進行的一項研究對他的發現提供了支持。分校生物學家理察·卡爾班在2009年6月出版的《生態學快報》發表研究論文稱，當暴露在與之相關的植物遭到破壞這種環境下時，蒿屬植物會強化自身免疫系統。形象地說，它們似乎聽到了親人發出的警告。

深入研究

離父母近長勢最好

為了真正了解這些信號釋放及反應系統究竟帶來何種益處，科學家仍需進行更多研究。科里恩表示，親屬識別能力並不一定意味著親屬選擇，植物可能會進行交流，但在現實生活中也許並不會給它們帶來太大益處。

達德利的學生阿曼達·菲勒現正在研究一些樹木是否會關心自己的後代。根據她的預測，距離父母較近的樹木可能長勢最好。達德利和研究生吉勒莫（《美國植物學雜誌》論文聯合執筆人）則將目光聚焦入侵植物的親屬選擇現象。他說：“我們正在驗證這樣一種假設，即在身邊存在親屬情況下，入侵植物會更具有利他性，允許它們成為所在新棲息地更為強大的入侵者。”

在農作物中的套用

對於農作物，達德利建議進行親屬識別研究以分析確定類型的親屬和陌生者布局是否能提高產量。科里恩目前正在研究多植物物種混合。他希望利用植物間的通訊對預防害蟲的天然免疫系統進行工程學改造。