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"會(huì)說(shuō)話的樹(shù)"

1983年，兩個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)公布了一項(xiàng)和植物通訊有關(guān)的驚人發(fā)現(xiàn)，這讓我們對(duì)從柳樹(shù)到棉豆的所有植物的了解都有了革命性變化。這些科學(xué)家聲稱，樹(shù)木可以彼此警告食葉昆蟲(chóng)即將到來(lái)。在這些較為淺顯的結(jié)論背后，是令人震驚的暗示。報(bào)道這些研究的新聞很快在大眾文化中傳播開(kāi)來(lái)，不光是在《科學(xué)》雜志上，連全世界的主流媒體都在談?wù)?會(huì)說(shuō)話的樹(shù)"。

戴維？羅茲和戈登？奧里安斯是華盛頓大學(xué)的兩位科學(xué)家，他們注意到，如果一些柳樹(shù)鄰近的其他柳樹(shù)已經(jīng)被天幕毛蟲(chóng)6所侵害，那么天幕毛蟲(chóng)就不太會(huì)在這些柳樹(shù)的葉子上大吃特吃。羅茲發(fā)現(xiàn)，在病樹(shù)附近的這些健康柳樹(shù)能夠抵抗這些毛蟲(chóng)，是因?yàn)樗鼈兊娜~子含有酚類和單寧類物質(zhì)，這使得葉子的味道對(duì)毛蟲(chóng)來(lái)說(shuō)變得很差，而在病樹(shù)的那些易遭噬食的葉子里就找不到這些物質(zhì)。因?yàn)榭茖W(xué)家在病樹(shù)和它們健康的鄰居之間找不到任何物理上的聯(lián)系它們并不共享相同的根系，枝條彼此也不接觸羅茲推測(cè)病樹(shù)一定向健康柳樹(shù)傳達(dá)了一種借空氣傳播的外激素信息。換句話說(shuō)，病樹(shù)向鄰近的健康柳樹(shù)發(fā)去了信號(hào)："小心！加強(qiáng)防備！"

僅3個(gè)月之后，達(dá)特茅斯學(xué)院的研究者伊安？鮑德溫和杰克？舒爾茨發(fā)表了一篇影響重大的論文，支持了羅茲的報(bào)告。鮑德溫和舒爾茨一直與羅茲有聯(lián)系，他們不像羅茲和奧里安斯那樣監(jiān)視在野外開(kāi)放環(huán)境下生長(zhǎng)的樹(shù)木，而是設(shè)計(jì)了條件高度可控的實(shí)驗(yàn)。他們研究的是在不透氣的有機(jī)玻璃籠中種植的楊樹(shù)和糖槭7幼苗(大約1英尺8高)。實(shí)驗(yàn)中一共用了兩個(gè)有機(jī)玻璃籠。靠前個(gè)籠子里面有兩個(gè)居群的幼苗有15株幼苗各有兩片葉子被撕成兩半，另15株幼苗則未受損傷。第二個(gè)籠子里面是對(duì)照組幼苗，自然，它們都沒(méi)有損傷。兩天之后，在受傷幼苗其他的葉子中發(fā)現(xiàn)有很多化學(xué)物質(zhì)的含量升高了，這些物質(zhì)包括已知能夠阻礙毛蟲(chóng)生長(zhǎng)的有毒酚類和單寧類物質(zhì)。在對(duì)照組籠子中的幼苗體內(nèi)則沒(méi)有這些物質(zhì)含量升高的跡象。然而，這一實(shí)驗(yàn)很重要的結(jié)論是，和受傷幼苗在同一籠子中的未受損傷幼苗的葉子中，也發(fā)現(xiàn)酚類和單寧類物質(zhì)的含量有顯著增長(zhǎng)。鮑德溫和舒爾茨提出，只要是受損的葉子，不管是在他們的實(shí)驗(yàn)中被撕損的葉子，還是在羅茲的觀察中被昆蟲(chóng)攝食的柳樹(shù)葉子，都會(huì)釋放一種氣體信號(hào)，使傷樹(shù)可以和未受損傷的樹(shù)木通訊，結(jié)果，那些未受損傷的樹(shù)木會(huì)保護(hù)自身免受即將來(lái)臨的昆蟲(chóng)侵害。

這些早期的有關(guān)植物通訊的報(bào)告常常被科學(xué)共同體中的其他人拒絕接受，他們認(rèn)為這些研究要么缺乏正確的對(duì)照組，要么雖然得出了正確的結(jié)果，卻夸大了其意義。與此同時(shí)，大眾媒體卻熱情接受了"會(huì)說(shuō)話的樹(shù)"這個(gè)觀念，把研究者的結(jié)論都擬人化了。不管是《洛杉磯時(shí)報(bào)》、加拿大的《溫莎星報(bào)》，還是澳大利亞的《時(shí)代報(bào)》，新聞市場(chǎng)都在為這個(gè)觀念走火入魔，登載的消息都有類似下面這樣的標(biāo)題："科學(xué)家翻動(dòng)新樹(shù)葉，發(fā)現(xiàn)樹(shù)木會(huì)說(shuō)話"，"噓，小小的植物有大大的耳朵"。《薩拉索達(dá)先驅(qū)論壇報(bào)》的頭版標(biāo)題則是"科學(xué)家相信，樹(shù)木會(huì)說(shuō)話，會(huì)彼此回應(yīng)"。《紐約時(shí)報(bào)》1983年6月7日的主社論標(biāo)題甚至是"當(dāng)樹(shù)木說(shuō)話時(shí)"，在這篇文章中，作者推測(cè)"會(huì)說(shuō)話的樹(shù)木的樹(shù)皮比立枯病更狠"9。所有這些公眾媒體的關(guān)注都不足以使科學(xué)家接受鮑德溫和他的同事提出的化學(xué)通訊的想法。但是在很近十年中，植物通過(guò)氣味來(lái)通訊的現(xiàn)象已經(jīng)在包括大麥、絹蒿和榿木在內(nèi)的大量植物身上得到了反復(fù)驗(yàn)證，而在那篇開(kāi)創(chuàng)性之時(shí)剛剛離開(kāi)學(xué)院的年輕化學(xué)家鮑德溫，則繼續(xù)了他很好的科研生涯。

盡管植物通過(guò)靠空氣傳播的化學(xué)信號(hào)受到鄰近植物影響的現(xiàn)象，現(xiàn)在已經(jīng)是認(rèn)可的科學(xué)事實(shí)，許多疑問(wèn)還仍然存在：植物真的在彼此通訊(換句話說(shuō)，有目的地彼此警告即將到來(lái)的危險(xiǎn))嗎？還是說(shuō)，健康的植物只是在竊聽(tīng)受侵害植物的獨(dú)白，后者本來(lái)不想被人聽(tīng)到它在說(shuō)話？當(dāng)植物向空氣中散發(fā)氣味時(shí)，這真的是交談的一種方式嗎？還是說(shuō)它只是在釋放氣體？植物會(huì)呼叫幫助、警告鄰居的想法富有寓意、充滿擬人化的美感，但這真的反映了信號(hào)傳遞的原始意圖嗎？

為了解決這些問(wèn)題，墨西哥伊拉普阿托高等研究中心的馬丁？海爾及其團(tuán)隊(duì)在很近幾年里一直在研究野生棉豆(Phaseolus lunatus)。海爾知道當(dāng)棉豆被甲蟲(chóng)取食時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生兩種反應(yīng)。被昆蟲(chóng)取食的葉子會(huì)向空氣中釋放混合揮發(fā)物，而花(盡管并未被甲蟲(chóng)直接侵害)會(huì)制造蜜汁，吸引以甲蟲(chóng)為食的節(jié)肢動(dòng)物。在他研究的早期，也就是千年之交的時(shí)候，海爾在德國(guó)耶拿馬克斯？普朗克化學(xué)生態(tài)學(xué)研究所工作，鮑德溫也在那里工作，當(dāng)時(shí)是(現(xiàn)在也是)系主任。就像在他之前的鮑德溫一樣，海爾也想知道棉豆為什么要釋放這些物質(zhì)。

海爾和他的同事把已經(jīng)被甲蟲(chóng)侵害的棉豆植株放到與甲蟲(chóng)隔離的植株旁邊，并監(jiān)測(cè)不同葉子周圍的空氣。他們從3棵不同的植株上選擇了總共4片葉子從一棵已經(jīng)被甲蟲(chóng)侵害的植株上選擇了兩片葉子，一片葉子已被取食，一片葉子還未被取食；從一棵鄰近的但仍然健康的"未受侵害"植株上選擇了一片葉子；又從與甲蟲(chóng)或受侵害植株隔絕一切接觸的一棵植株上選擇了一片葉子，作為對(duì)照組。他們用一種叫作氣相色譜質(zhì)譜分析的不錯(cuò)技術(shù)(在電視劇《犯罪現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查》中對(duì)這一技術(shù)常有展現(xiàn)，香水廠在研發(fā)新香水時(shí)也要用到它)來(lái)鑒定每片葉子周圍空氣中的揮發(fā)物。

海爾發(fā)現(xiàn)，同一棵植株上被取食的葉子和健康葉子釋放的氣體中，其揮發(fā)物接近相同，而作為對(duì)照組的葉子，其周圍的空氣卻接近不含這些物質(zhì)。此外，與受到甲蟲(chóng)侵害的植株相鄰的棉豆健康葉子周圍的空氣中也含有揮發(fā)物，而且和在被取食的植株那里監(jiān)測(cè)到的物質(zhì)也相同。這些健康植株同樣也不太可能再被甲蟲(chóng)攝食。

這一組實(shí)驗(yàn)顯示，未受害的葉子如果與受害葉子鄰近，就可以在防御昆蟲(chóng)上具備優(yōu)勢(shì)，這證實(shí)了早先研究的結(jié)論。但是海爾仍不相信受害葉會(huì)向其他植株"說(shuō)話"，警告它們近在咫尺的侵害。相反，他懷疑鄰近的植株恐怕是像竊聽(tīng)一樣"竊嗅"了受害植株的內(nèi)部信號(hào)，這個(gè)內(nèi)部信號(hào)本來(lái)是發(fā)給同一植株的其他葉子的。

海爾用一種簡(jiǎn)單而精巧的方法改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)設(shè)置，以檢驗(yàn)他的假說(shuō)。他把兩棵棉豆植株彼此靠近放置，但用塑料袋把受害葉密封了24小時(shí)。這回當(dāng)他再檢查和靠前次實(shí)驗(yàn)相同的4種類型的葉子時(shí)，結(jié)果就有所不同了。受害葉仍然釋放和以前相同的化學(xué)物質(zhì)，同一棵豆蔓上的其他葉子和鄰近植株的葉子現(xiàn)在卻和對(duì)照組植株一樣它們周圍的空氣中沒(méi)有這些物質(zhì)。

海爾和他的團(tuán)隊(duì)打開(kāi)包裹受害葉的塑料袋，利用一個(gè)通常用在電腦芯片上給電腦降溫的風(fēng)扇，把受害葉周圍的空氣吹往兩個(gè)方向：其一是向同一棵豆蔓上端的相鄰葉子吹，其二是向遠(yuǎn)離豆蔓的空氣中吹。他們檢查了從莖蔓高處的葉子散發(fā)出來(lái)的氣體，測(cè)量了它們產(chǎn)生的蜜汁量。被受害葉散發(fā)的氣體吹拂到的葉子自己開(kāi)始散發(fā)同樣的氣體，并同時(shí)產(chǎn)生蜜汁。沒(méi)有暴露在受害葉散發(fā)的氣體之中的葉子則沒(méi)有變化。

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