植物真的能「說話」！本文帶你來一探究竟

「我認為我們逐漸發覺，植物〔的溝通方式〕就跟動物一樣錯綜複雜。」美國國家科學基金會（National Science Foundation，簡稱NSF）的微生物學家和計畫主任曼塔．拉瓦特（Mamta Rawat）說：「我們還有很多需要學習，目前才剛碰到冰山一角而已。」

今年3月，一項新研究顯示，許多不同種植物會發出超音波來傳達所承受的壓力。這是顯示植物如何與從掠食者到授粉者等一切生物「說話」的最新證據。

這項研究有一個重要用途。了解植物的溝通方式，可協助我們增加耕地以餵飽不斷成長的人口，並成功適應氣候變遷。

傳遞消息

為了對環境做出反應，單株植物的根、莖、葉、花、果實之間必須進行溝通。

威斯康辛大學麥迪遜分校的植物學教授賽門．吉爾羅伊（Simon Gilroy）說，植物傳遞訊號的方式不是像我們一樣利用神經系統，反而像是連接水管。

葉會偵測掠食者或光線和聲音的變化，而根會監測地下的狀況，包括是否發生營養素、水分相關問題，以及掠食者是否出現。

生物學家兼NSF計畫主任寇特妮．詹恩（Courtney Jahn）研究植物交互作用，她解釋說，電訊號會透過化學物質在這些管道中的活動四處傳遞。例如，根可以偵測乾旱，並告訴葉減少蒸散作用及保留水分。

研究人員將電極放在同一株植物的兩個不同位置，就能觀察到這種電訊號傳遞。我們甚至已經製作出特殊的樂器（例如這件），可以將這種電荷轉換為我們能聽到的聲音。吉爾羅伊說，如果植物受傷，傷口會發出電訊號。如果植物彼此接觸，也可以在個體間傳遞這些電訊號。

詹恩說，捕蠅草及含羞草受到碰觸時，都會傳遞電訊號。捕蠅草會關閉開口困住獵物，而含羞草則會移動葉子，以便將昆蟲甩掉。

包括賀爾蒙在內的化學物質也會在植物體內傳遞。

有一種稱為生長素（auxin）的賀爾蒙是在植物頂端製造，然後向下傳遞，使想要破土而出的幼芽知道哪個方向朝上。出現昆蟲掠食等緊急威脅時，植物必須迅速反應，否則會被完全吃光。許多植物面臨這類壓力時會傳遞茉莉酸（jasmonic acid），這種賀爾蒙會告訴植物開始製造毒素以便自衛。

有些動物可以偵測到植物正在應對危險（老鼠可能「聽到」，昆蟲可能「聞到」），就像聽到遠處有人大叫「唉唷！」一樣。我們很難判斷這些訊號到底是自然發生，還是有意讓其他生物接收到。

公開宣告

與周遭環境溝通可協助植物生存。春季綻放的美麗花卉會傳送訊息給昆蟲和動物，表示花朵已經準備好授粉。

研究人員發現，如果使用可偵測蝙蝠叫聲的特殊麥克風，我們也能聽到植物的聲音。從蕃茄到仙人掌等多種植物面臨壓力時，會發出超音波的爆裂聲，某些昆蟲（例如蛾）和哺乳動物（例如蝙蝠和老鼠）能夠聽到這類聲音。科學家正在研究這類求救聲，以便找到在無需觸碰植物的情況下診斷、治療及監測植物的新方法。

許多植物都會與真菌形成共生關係，苔蘚（本照片攝於智利奧莫拉民族植物園）就是其中之一。苔蘚提供透過光合作用製造的醣類，而真菌為苔蘚提供營養素。PHOTOGRAPH BY ALBERTO PEÑA, AFP/GETTY IMAGES

身為人類，我們或許無法先天就聽到植物的聲音，但我們經常可以聞到植物的訊息。割草時，草會釋放氣態化學物質，這是一種帶有香氣的求救訊號。有些人會從這種氣味聯想到在溫暖的季節外出活動，對他們而言，這是一種撫慰人心的氣味。毛蟲啃食植物時，植物也會釋放這種氣味，而其他昆蟲會注意到這種氣味並前來捕食毛蟲，就好像是回應植物的求救一般。

這種帶有氣味的訊號屬於一類稱為揮發物的化學物質，能以氣體形式在地上和地下傳遞很遠。每種植物都有獨特的揮發性化合物配方。

普渡大學的生化學家娜塔莉亞．杜達列娃（Natalia Dudareva）說，這些揮發性化合物有許多不同功效。揮發物可以在花卉準備好授粉時吸引授粉者，甚至引導牠們到尚未授粉的花朵。果實散發的揮發物會吸引動物前來吃掉果實並散播種子。葉也會散發揮發物，使掠食者「中毒」並驅逐牠們。

研究人員也已經知道，植物可以透過揮發物傳遞訊息以表達它們面臨的特定威脅，例如掠食者攻擊。有研究曾觀察到，位於正在散發揮發物的植物附近的植物會在自己面臨威脅前，就準備好對抗威脅。

植物也能使用揮發物辨別親屬和非親屬，並相應改變行為。舉例來說，梅西大學農業與環境學院的研究主任安德莉亞．克拉維喬．麥考米克（Andrea Clavijo McCormick）表示，植物會偵測自己的後代並幫助後代成長，而不是與它們競爭資源。

植物也會在地下釋放揮發物。這種現象在森林中尤其常見，植物會在根部周圍釋放揮發物，向真菌傳遞「過來這裡」的訊號。許多真菌可以擴大生長範圍並收集營養素，然後把營養素送回植物，藉此交換植物透過光合作用製造的醣類。

保持聯絡吧

普渡大學真菌學教授兼NSF輪值計畫主任凱西．艾梅（Cathie Aime）說，森林中的一棵樹會與許多不同真菌建立關係，而一株真菌也會與許多不同棵樹建立關係，因而在菌根網路（mycorrhizal network）中相互連結。

真菌與植物根部接觸的位置會發生有趣的「對話」。目前已觀察到雙方會交換小RNA片段，使彼此的基因表現改變。拉瓦特說，如果真菌是盟友，它會表示：「你可以相信我」，然後幫助植物生長。如果真菌是敵人，來自真菌的小RNA會關閉植物的防禦基因，使真菌更容易攻擊植物。

好幾棵樹由同一株真菌連結在一起時，可以共享資源。有研究對碳進行追蹤，發現碳會透過真菌網路從一棵比較老的「保護樹」（nurse tree）傳遞到另一棵比較年輕的樹，後者因為太過年幼而無法獲得良好光源並進行光合作用。

植物也會在地下與微生物交流。微生物像真菌一樣，會被吸引到植物根部，並形成生物膜附著在根部。例如，促生菌可以提升植物的防禦，增加對疾病的抵抗力。

關於植物的地下微生物群系，進行研究探索的時機已經成熟，而研究發現可以協助我們提高土壤肥沃度，進而餵飽不斷成長的人口。

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