森林社區(qū)的秘密:樹(shù)木之間的語(yǔ)言交流
人類作為地球上重要物種之一,與其他物種有著共同的特性?!墩Z(yǔ)言是人類最重要的交際工具》一文中曾提到,是否會(huì)說(shuō)話是人類和其他物種的根本區(qū)別之一。但是,樹(shù)木之間是否也能夠使用語(yǔ)言工具進(jìn)行交流呢?如果是,所使用的語(yǔ)言又是一種怎樣的語(yǔ)言?迄今為止,科學(xué)研究已證實(shí)樹(shù)木具有表達(dá)自我和感知變化的能力,樹(shù)木通過(guò)綜合運(yùn)用氣味警示、體液識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)傳輸、脈沖電子信號(hào)等,實(shí)現(xiàn)與群落同伴、森林地上和地下動(dòng)物等之間的交流。
氣味警示
每個(gè)物種都有屬于來(lái)自自己體液的獨(dú)特氣味,人類廣泛使用除味劑或香水便是意在掩蓋自己身體發(fā)出的特有氣味。研究表明,有些動(dòng)物常常以特殊的氣味,即信息素(Pheromone),來(lái)達(dá)到鑒別敵友和發(fā)出警報(bào)等目的。譬如,在非洲干旱草原上,長(zhǎng)頸鹿在傘狀刺合歡樹(shù)(Acacia tortilis)上采食(圖1)時(shí),這些樹(shù)木會(huì)瞬間噴射一些有毒物質(zhì)到它們的葉子上,并在空氣中釋放乙烯氣體,意在驅(qū)趕這些大型食草動(dòng)物的同時(shí),警告與其鄰近的同伴危險(xiǎn)已經(jīng)到來(lái)。

圖1 非洲干旱草原上長(zhǎng)頸鹿采食刺合歡樹(shù)葉
長(zhǎng)頸鹿對(duì)刺合歡樹(shù)之間這一“語(yǔ)言交流”手段心知肚明,所以它們會(huì)選擇逆風(fēng)方向去吃刺合歡樹(shù)葉。長(zhǎng)頸鹿知道,在逆風(fēng)方向上,刺合歡樹(shù)之間通過(guò)氣味向同伴傳遞信息的難度會(huì)很大,因此逆風(fēng)而行會(huì)讓他們更快找到還沒(méi)有收到預(yù)警信息樹(shù)木的葉子。與此類似的語(yǔ)言交流機(jī)制在動(dòng)物啃食榿木、云杉、櫟樹(shù)等樹(shù)種上也同樣存在。
每個(gè)物種的體液是存在差異的,因此,識(shí)別體液是樹(shù)木的基本生存技能。在來(lái)訪者是昆蟲(chóng)的情況下,樹(shù)木能夠快速精準(zhǔn)地識(shí)別出哪些是需要驅(qū)趕的“壞蛋”“害蟲(chóng)”,甚至?xí)尫判畔⑺卣賳具@些害蟲(chóng)的天敵,以快速消除它們。例如,榆樹(shù)、松樹(shù)受襲時(shí)會(huì)招來(lái)一些小寄生蜂,把它們的卵排入那些吃樹(shù)葉的毛蟲(chóng)體內(nèi)(M. Anhauser, 2007)。隨著蟲(chóng)卵的發(fā)育,它們會(huì)把這些大體量的毛蟲(chóng)一點(diǎn)點(diǎn)的從內(nèi)到外全部吃掉,以此使樹(shù)木免遭害蟲(chóng)的騷擾,能夠在不受傷害的情況下健康生長(zhǎng)。
“木聯(lián)網(wǎng)”通訊
通過(guò)有氣味的化合物進(jìn)行語(yǔ)言交流的缺點(diǎn)是氣味會(huì)在空中快速散去,這便導(dǎo)致憑借嗅覺(jué)傳遞信息的距離有限,因此,這種交流局限在鄰近樹(shù)木之間。那么,大面積森林內(nèi)的語(yǔ)言交流又是一種什么情況呢?森林樹(shù)木是否可以像人類社會(huì)那樣,在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的通訊和信息傳播呢?

圖2 森林內(nèi)的“木聯(lián)網(wǎng)”
哥倫比亞大學(xué)的S.Simard(2010)教授發(fā)現(xiàn),樹(shù)木能夠通過(guò)位于其根尖的菌根網(wǎng)絡(luò)傳輸化學(xué)語(yǔ)言信號(hào),實(shí)現(xiàn)全天候隨時(shí)交流的目的。測(cè)試發(fā)現(xiàn),除通過(guò)這些根部發(fā)出的化合物信號(hào)外,樹(shù)木會(huì)同時(shí)發(fā)送一些電子脈沖信號(hào),其傳輸速度約為每秒10厘米。與人類身體的電子脈沖信號(hào)相比,這確實(shí)是非常慢的速度,但章魚(yú)、昆蟲(chóng)等動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的脈沖傳播速度也大致如此 ( S. Billig and P. Geist, 2010)。
一旦有語(yǔ)言信號(hào)傳來(lái),該區(qū)域內(nèi)所有同類的樹(shù)木都會(huì)把單寧(一種天然多酚類化合物)泵入它們的葉脈里,使樹(shù)葉的味道變得苦澀難耐。此外,樹(shù)木的根系可覆蓋樹(shù)冠幅的2倍(這是營(yíng)林管理人員土壤施肥的大致范圍),所以相鄰樹(shù)木的根系大多是交織在一起的(圖2)。因此,只要附近有一些菌根存在,就會(huì)有情報(bào)快速傳達(dá)給每棵樹(shù)木。T. Gluckspilze(2014)發(fā)現(xiàn),森林土壤內(nèi)的菌類分布密密麻麻,就像互聯(lián)網(wǎng)光纖線纜那樣,根系上的菌絲(Hyphae)還可以穿透地表,以人類難以置信的密度編織成網(wǎng)。一茶匙森林土壤包含的菌絲長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)英里,形成通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋整片森林。同時(shí),不同連接點(diǎn)會(huì)把信號(hào)從一棵樹(shù)傳輸?shù)搅硪豢?,以此?lái)幫助樹(shù)木交換關(guān)于病蟲(chóng)害、干旱和其他危險(xiǎn)信息。
事實(shí)上,科學(xué)界已經(jīng)采用了Simard在《自然》雜志首創(chuàng)的“樹(shù)木互聯(lián)網(wǎng)”“木聯(lián)網(wǎng)”(Wood Wide Web)術(shù)語(yǔ)(S.W. Simard, D.A. Perry等,1997)。至于“木聯(lián)網(wǎng)”和人類的互聯(lián)網(wǎng)(World Wide Web, W.W.W)有何不同?“木聯(lián)網(wǎng)”到底交流了什么樣的信息?是怎樣交流的?對(duì)于這些課題目前還處于研究階段。Simard還發(fā)現(xiàn),互相競(jìng)爭(zhēng)的不同樹(shù)種之間也存在著信息交換。另外,D.A.Perry(1998)發(fā)現(xiàn),菌絲有自己的行為方式,它們似乎特別熱衷于將信息和資源進(jìn)行調(diào)節(jié)和公平分配。
近自然林的語(yǔ)言交流
研究發(fā)現(xiàn),在有喬木、灌木和草本的共棲森林群落(Symbiotic community)中,生物之間的語(yǔ)言交流更為頻繁和高效。但當(dāng)我們步入克隆繁殖的高產(chǎn)工業(yè)原料林或現(xiàn)代農(nóng)莊時(shí),樹(shù)木、植物們都沉默了,研究人員很難監(jiān)測(cè)到上述基于語(yǔ)言信號(hào)的樹(shù)木之間的交流現(xiàn)象。之所以如此,是因?yàn)檫@些樹(shù)種、作物是經(jīng)過(guò)人工長(zhǎng)期選育的,這些培育出來(lái)的樹(shù)木大都失去了在地上或地下進(jìn)行語(yǔ)言交流的能力,雜灌、雜草被清除也使得樹(shù)木失去伙伴,因此,樹(shù)木和作物很容易遭受病蟲(chóng)害的啃食(N.Lymn, 2016)。這便是很多現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、人工林業(yè)大量使用農(nóng)藥、化學(xué)品的一個(gè)重要原因。

這就表明,人類要獲得人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)效益,維護(hù)森林的“近自然(Close-to-nature)”天性,使之保持多物種、高生物多樣性的狀態(tài)和生態(tài)系統(tǒng)功能是十分必要的。或許,我們也可以在樹(shù)木、農(nóng)作物的繁育計(jì)劃中,多融入一些野生基因,這樣我們種植的樹(shù)木之間便可以進(jìn)行更多的語(yǔ)言交流,同時(shí)也可以自行抵抗蟲(chóng)害了。這樣既節(jié)約了經(jīng)營(yíng)成本,又避免了化學(xué)品對(duì)水源、土壤,乃至空氣等自然資源的污染,保護(hù)了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。
樹(shù)木間使用聲波交流嗎?
樹(shù)木能像人類那樣通過(guò)聲音(聲波)進(jìn)行語(yǔ)言交流嗎?當(dāng)樹(shù)木枝叉、樹(shù)葉之間相互摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生聲音,但這種聲音是由于風(fēng)力引起的,而不是受樹(shù)木控制的。西澳大利亞大學(xué)的M.Galiano(2012)博士通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試苗木生長(zhǎng)的聲學(xué)過(guò)程發(fā)現(xiàn),它們的根系會(huì)以220赫茲的頻率發(fā)出爆裂聲。迄今尚不知道這意味著什么,因?yàn)樗滥驹谌紵龝r(shí)也會(huì)發(fā)出類似的聲音。但當(dāng)試驗(yàn)人員把苗木的根曝露在220赫茲的爆裂聲中時(shí),根系則會(huì)向發(fā)出聲音的方向偏轉(zhuǎn)。這表明這些植物的根系正在記錄這種頻率,樹(shù)木能夠感受到或者說(shuō)能夠聽(tīng)懂附加在這些頻率中的信息。因此,聲波可能是樹(shù)木間語(yǔ)言交流的方式。
人類越不斷探索,越能發(fā)現(xiàn)人類不是地球上唯一的智能型生命。樹(shù)木看似悄無(wú)聲息地佇立在森林里,實(shí)則正在永不停歇的進(jìn)行著讓人敬畏的秘密語(yǔ)言交流??茖W(xué)仍在繼續(xù)探索,我們對(duì)樹(shù)木的了解也會(huì)越來(lái)越多,或許,當(dāng)你下次再走進(jìn)森林時(shí),聽(tīng)到或感受到來(lái)自樹(shù)木的輕語(yǔ)時(shí),你便已開(kāi)啟探索樹(shù)木語(yǔ)言秘密真相的旅程了!

本文作者 王宏
北京林業(yè)大學(xué)森林培育學(xué)博士,中國(guó)林科院資源信息研究所所長(zhǎng)、教授級(jí)高工、資深專家。任國(guó)家森林經(jīng)營(yíng)工程技術(shù)研發(fā)中心主任、國(guó)家林業(yè)遙感與信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任,是原國(guó)家林業(yè)局任命的國(guó)家儲(chǔ)備林政策解讀專家。

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