森林里的地下交易

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澎湃新闻官方账号 2020.11.0606:55

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原标题：森林里的地下交易

原创象妹小象君 AnimalDialogue

作者：李佳泽

编辑：Kirby

大家好，我是植物情报员，代号：栎子。一年前，我偶然得知了一桩惊天动地的秘密：树木们居然会讲话？！它们甚至在森林里密谋着一桩地下交易！这下可激起了本情报员的好奇心。于是，本情报员潜心学习了树的秘密语言，亲自为大家揭秘森林里的地下交易……

树的暗语与地下情报网

第一个破译树的暗语的人是Dr.Suzanne Simard。她在救跌入陷阱的爱犬时，无意间发现了森林里的地下世界——这里虽没有爱丽丝仙境的奇幻，但盘绕的树根和交织其中的白色菌丝让她着迷。她大胆地猜测，树或许不像它们看起来那样沉默，相反，它们可能是极其社会化的生物，能用自己的“语言”和其他的树交流沟通。整个森林远比我们想象得喧嚣丰富，而地下世界的“盘根错节”或许就是它们交流的证据。

Dr. Suzanne Simard在野外考察

图片来源：Mother Tree Project

Suzanne用放射性碳同位素证明了自己的猜想。她用塑料袋封闭桦树植株，在其中充入由14C标记的二氧化碳。并将桦树旁种植的冷杉用遮光布覆盖，以阻止其通过光合作用获取养分。几小时后，她发现冷杉的枝干和根中14C含量明显升高，而在附着根系上的真菌里也追踪到了14C。密闭和遮光的环境表明冷杉中的14C并非通过空气传递，这意味着冷杉是利用菌根向桦树索取了含碳有机物。

同位素示踪：14C从桦树（左）向冷杉的转移（右）

图片来源：Harvard University

掩埋在地下的故事逐渐清晰：在阴暗潮湿的泥土中，生活着庞大的真菌家族。这些真菌有无数分岔的线状菌丝，菌丝构成了菌丝体，而菌丝体的扩散区域比植物根系的扩散区域广得多。随着真菌在土壤中生长，它开始借助根系连接树木和树木，直到整个森林连接在一起，形成了一套菌根网络（Mycorrhizal Networks）。这菌根网络，就像一个地下情报站，将资源和信号在串联起的树木个体之间交换。菌根网络的存在让森林成为一个高速运转的合作系统。

菌根网络

图片来源：the New Yourke

互惠互利的交易

真菌与树的长期合作关系也是依靠利益维系的，菌根网络实际上是一种共生关系（Symbiosis）。真菌和树可以说是青梅竹马，当种子萌发、初将幼根送入土壤中时，植株就开始向真菌发出化学信号，指引它们向根生长。收到信号的真菌也会回复根系：“我在这个方向，你也需要向我这边分枝。”于是形成了菌与根牵绊一生的情谊。

但为何真菌要在树间传送营养和化学信号呢？因为这是一场双方共赢的交易。真菌的菌丝可以比植物根系更高效地吸收土壤中的氮、磷等矿物质以及水分，并将这些营养素转移给树根；同时，无法移动的树木不能及时将防御信号等传递给同伴们，这时也需要菌根搭建的高速路快速传递情报。而另一方面，真菌无法进行光合作用合成糖，但它们也像树一样需要糖作养分。于是，树木通过光合作用和真菌提供的资源合成糖等含碳有机物，并向全身输送，直流到根部。当菌根真菌遇到根尖，就会围绕或穿透根细胞以汲取营养。一般来说，树会把自己生产的30%的糖分支付给真菌作为报酬，但如果真菌不能促进树木间的物质和情报交流，树就会相应减少对真菌的供给。

菌-根共生体系

图片来源：Harvard University

情报内容大揭秘

真菌在树木之间传递着数量惊人的信息。这些信息不仅包括水和矿质元素，甚至还包括了身份验证——树木可以依据真菌组成的相似和差异来识别近亲的兄弟姐妹，并优先通过菌根网络与它们共享营养。

识别亲友共享资源

图片来源：EFUF

某些种类的真菌还可以利用化感作用，在危机时期通过菌根向树木供给“军事装备”，以促进树木抗击掠食者、病原微生物以及环境胁迫的战斗力与防御力。而在自己参与战斗的同时，树木还可以通过菌根网络向森林传递预警信息，从而使它们的邻居和亲友增加保护酶和次级代谢产物的产量，提前做好应对威胁的准备。

相互传递预警信息

图片来源：EFUF

生命共同体内，所有的事物都是紧密相连的，影响一个物种的事物必然会影响到其他物种，可以说，森林系统的整体健康必须依赖于菌根间复杂的通信交流。

母亲的使命

一棵树可以通过菌根网络与成百上千棵树连接起来。所有的网络都是由节点和链接组成的。比如人类社会的交通网络，道路将各个城市相连，有的城市四通八达，作为交通枢纽，而有的城市则闭塞难通。森林也是一样，每棵树在菌根网络中都是一个节点；参与更多菌根网络的树，就是森林中的枢纽；而森林中最大、最古老的树，通常拥有最复杂的根系，以及最庞大、种类最丰度的菌根网络，这些树通常被称为“母树”（MotherTree）。

“母树”（MotherTree）

图片来源：TED Talk

作为母树的树不一定是雌性，但它们一定在森林里扮演着养育、支持和母性的角色。它们根深蒂固，利用复杂的“人际关系”在森林中眼观八方、耳听六路，汲取并生产更多更丰富的营养物质。母树是孩子们的庇护者，它们可以识别自己的孩子，用庞大的菌根网络覆盖孩子们所在的区域，并优先向这些幼苗发送更多的信号（如：营养物质等）。母树甚至会减少自己和其他树木根部的竞争，来为孩子们创造更多的活动空间。当母树受伤或即将枯死时，它们还会把智慧信息传给下一代幼苗。同位素示踪发现，母树临终前会将自己的营养物质和防卫信号毫无保留地传给自己的后代，为幼苗增加抵抗力，以应对未来的压力。

菌根网络建立多重联系

图片来源：The Planet Magazine

母树是无私的，也是自私的。母树肩负着“家族使命”，它所做的一切都是为了帮助自己的孩子们在森林里活得更好，在无穷无尽的竞争中成为优胜者，把优秀的基因代代传承，使它们的家族能在漫长的演化中停留得更久。

由黑暗支持的光明

菌根网络是森林里不可替代的重要组成，身处黑暗的它支撑起每一棵树，向光明的方向努力展开自己的树冠，沐浴阳光雨露。它使森林不再是简单的树的集合，而是拥有枢纽和网络的复杂系统。它让森林可以承载树木并给树木提供互相反馈的渠道，让森林拥有一个布满以菌根为神经网络的大脑，使森林成为一个具有无限可能的生命共同体。

如果没有真菌网络使营养物质从一棵树流向另一棵树，那么在森林荫凉处的一棵小树就离死亡不远了。菌根增强了树木在环境胁迫中的弹性，这意味着树木具有更强的再生力，而森林也随之具有更强的恢复力。研究表明，移植幼苗时，真菌网络的存在或缺失对于幼苗的存活至关重要。将与真菌共生生长的树苗移植到森林后，存活率可高达80%；但若幼苗未和菌根一同移植，存活率下降到46%。可以说，菌根在濒危树种的再引入（reintroduction）以及森林生态修复（restoration）中扮演着不可或缺的角色。

菌根帮助幼苗生长

图片来源：Return to Now

菌根网络也可作为气候变化的晴雨表。气候变化不会阻碍菌根网络的发展，但构成网络的成员可能会有所不同，例如，或许会有不同种类的真菌参与其中。因此，真菌的基因和基因型多样性可以体现菌根网络对气候变化的响应。这将有助于研究者去探究树木和真菌是如何合作并对气候变化所导致的极端天气等压力作出反应的。对真菌和树木之间微妙的平衡的研究将有助于对气候变化的监测与预测。

气候变化晴雨表

图片来源：李佳泽

来自森林的求助信

除了有好奇于树的秘密语言的探索者常常流连于森林，也有一些可恶的反叛者闯入森林胡作非为。尽管真菌网络使森林具有强大的恢复力，但森林本身也还是脆弱的，它们在自然界的各种干扰下奋力求生。滥砍乱伐、单一林种植等人类活动无疑是加重了这些干扰。

大规模高强度的砍伐，破坏了野生生物的栖息地，且向大气中释放了更多温室气体，导致树木枯死、森林退化。另一方面，种植经济下的单一林使得森林缺少复杂性，形成的菌根系统也缺乏多样性；一些害虫和传染病仅对某一树种感兴趣，这意味着单一林在病虫害面前根本不堪一击。而森林中最高大的母树以及相对强壮的枢纽树，往往最吸引刽子手。一两棵母树倒下或许不会有太大影响，但越来越多的母树和枢纽倒下时，它们所支持的丰富的菌根资源也随之化为乌有，一环一环，像多米诺骨牌一样，森林退化加速全球变暖，全球变暖加剧森林退化，最终整个系统将崩溃跌倒，森林将走向穷途末路！

森林退化

图片来源：Google

制定拯救计划

现在，我们已经知道了森林里的地下交易是如何运作，也知道了这些“见不得光”的交易是如何支撑起森林的繁荣，更是知道了森林和菌根网络所面临的威胁！那么，我们该如何帮助森林应对气候挑战呢？

首先，减少砍伐，保护古林。历史久远的森林往往有丰富的母树与枢纽树资源，这意味着古老的森林拥有更庞大的菌根网络。减少砍伐不是不伐木，而是可持续伐木；小心呵护遗留的母树与菌根网络，让它们将古老的生存智慧传递给一代又一代的树木。

其次，以大自然的方式。通过人工种植和自然再生的方式，增加森林的物种多样性、基因多样性和结构多样性。这些多样性构成了森林的复杂性，森林的复杂性又创造了菌根网络的丰富性，而菌根网络的丰富性为森林提供了强大的自愈能力——我们需要提供给大自然她所需要的工具，好让她用自己的智慧来进行自愈。

最后，通过我们的社交网络传递绿色信息。社交网络中多样化的信息流让我们有机会相遇；也让我们有机会用知识去探索有价值的环保研究，用热情去感召更多小伙伴参与环保行动，用情怀去体悟自然中的所有美好。从丰富体验到改变生活，让环保信息成为这个网络的常态、让绿色的网络有更广的覆盖。

图片链接

[1]https://mothertreeproject.org/team/project-leads/suzanne-simard/

[2]http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2019/exploring-the-underground-network-of-trees-the-nervous-system-of-the-forest/

[3]https://www.newyorker.com/tech/annals-of-technology/the-secrets-of-the-wood-wide-web

[4]http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2019/exploring-the-underground-network-of-trees-the-nervous-system-of-the-forest/

[5]https://efuforg.wordpress.com/2017/06/15/the-trees-are-talking-to-each-other/

[6]https://efuforg.wordpress.com/2017/06/15/the-trees-are-talking-to-each-other/

[7]https://www.ted.com/talks/camille_defrenne_and_suzanne_simard_the_secret_language_of_trees

[8]https://theplanetmagazine.net/web-of-the-woods-350f64b7f637

[9]https://returntonow.net/2018/02/28/trees-talk/