植物也在”社交“？| 科学世界

人们栽下的一株株树苗，不仅是为大地添一抹新绿，更是在搭建一个充满生机的“植物社交圈”——你或许不知道，看似寂静的森林里，每一株植物都不是孤立的，它们早已搭建起一套复杂而隐秘的通信网络，上演着一场场无声的“社交互动”。

今天，就让小科来带领大家，共同走进植物王国的隐秘世界，了解它们的“社交语言”吧！

植物的“地下盟友”：菌根网络

菌根（mycorrhiza）这个词来自拉丁文，由“真菌”（mycors）和“根系”（rhiza）组合而成。但它既不是一种菌，也不是某种植物的根，而是土壤中的真菌与植物根系形成的互惠共生体。

这些真菌菌丝在地下编织成一张巨大的网络——“菌根网络”，也就是我们常说的木联网（Wood Wide Web）。在这个网络中，一种植物可以同时和多种真菌形成不同类型的菌根，而单个真菌也可以连接周围不同的植物。它们通过这个相互联结的网络实现水分、营养物质的运输，就像我们的物联网一样。

这张“木联网”不仅是营养物质交换的通道，也是信息传递的重要媒介。通过这个地下网络，植物可以共享水分、矿物质等关键资源。在干旱条件下，强壮的树木可能会向幼苗输送水分，帮助其渡过难关；而在贫瘠的土地上，老树则可能分享自身积累的养分给年轻的邻居。此外，研究发现，菌根网络还可以传输警示信号。一旦某棵植物遭遇病虫害，它可以经由菌根网络将危险信息传达给其他相连的植物，使整个群落共同应对挑战。

菌丝网络传递预警信号示意图 作者：周新刚 图源：参考文献1

在“根箱实验”中，他们将两个种植番茄的种植箱相邻放置，中间用仅允许菌丝通过（根系不能通过）的尼龙网隔开。当一侧的番茄被灰霉菌感染后，另一侧的健康番茄虽然没有任何直接接触，却表现出了增强的抗病能力。进一步的理化分析表明，一组

番茄被灰霉病菌感染后，它会通过菌根网络向相邻的健康植物发送“警报”。而这个预警信号是一种叫作茉莉酸（jasmonic acid）的植物激素。

更有趣的是，这种通讯不是单向的。健康植株接收到茉莉酸信号后，会改变其根系分泌的化学成分，增加L-谷氨酸、L-赖氨酸、核黄素等物质的分泌。这些化合物就像是为有益细菌准备的“饵食”，能够吸引链霉菌和放线菌等有益菌群在根部定居。这些有益菌虽然不能直接杀死病原菌，但能够激活植物的系统抗性，相当于给植物打了“疫苗”，使其对病原体攻击具有更强的抵抗力。

植物的“化学密语”：挥发性有机化合物

植物之间的交流往往依赖于一种无形却强大的语言——化学信号。当一棵植物遭受病虫害侵袭时，它会释放出特定的挥发性有机化合物（VOCs），如同发出求救信号一般。这些化学物质不仅能够吸引害虫的天敌前来“救援”，还能警告周围的同类植物提高警惕，启动自身的防御机制。

例如，当毛虫啃食叶片时，植物会释放特定的挥发性化合物。这个“求救信号”可以吸引毛虫的天敌（寄生蜂）前来，同时，周围的同类感知到这种“预警信号”后会提前合成防御性毒素以降低被昆虫取食的风险。更令人惊奇的是，它们甚至能区分机械损伤（如剪叶子）和昆虫取食，只对后者发出特定信号。并且，有些狡猾的植物（如菟丝子）能“窃听”这些信号，找到健康的宿主并寄生！

植物通过释放VOCs进行自我保护

植物的“亲缘识别”：与亲属合作、与陌生人竞争

植物亲缘识别（kin recognition）是指同种植物具有亲缘关系的个体或种群在一起可以相互识别并产生调整生物量分配、避免竞争和防御等合作行为，从而使个体及种群获益，而没有亲缘关系即使同一植物种的个体和种群也不发生类似的行为。亲缘识别可以调整领土范围，避免近亲交配和无意义竞争，这从进化角度可以提高有相同基因个体的生存机会，有利于群体基因的延续。

以水稻为例，当一株水稻与“远亲”（遗传关系较远的品种）相邻生长时，它会表现出典型的竞争行为：根系生物量增加，根系朝邻近方向入侵性延伸，开花期推迟，灌浆期缩短，最终产量降低。相反，若与“近亲”（遗传关系相近的品种）共处，水稻则展现出协作策略：减少不必要的竞争根系投入，而且根系生长彼此回避，开花期则提前，灌浆更为充分，产量提升。

图源：植物与人类世界

植物没有大脑，如何识别它们的亲属？目前证实可以通过化学信号，但视觉、听觉和触觉等物理信号还有待证实。

研究发现，黑麦草内酯这种在植物界广泛存在的类胡萝卜素代谢化合物，是感知亲缘关系的核心信号。当水稻与远亲共处时，体内及根际的黑麦草内酯水平显著升高。而外源添加黑麦草内酯，能够完美复现与远亲共处的生理生态效应，包括刺激根系生长和延迟开花。植物这种化学介导的“决策”能力，是另一种成功的生存策略。

当你走进森林，脚下正运行着比想象更精密的社交网络：

它们不说话，却时刻沟通

它们不移动，却彼此照应

它们不思考，却懂得协作与生存

春分时节、龙抬头之日，草木焕新、生机勃发，护绿爱绿早已不只是 “栽一棵树” 那么简单，它承载着我们对自然的期许，对生态的敬畏，更提醒着我们：

每一株植物都是生态系统中鲜活的一员，每一片森林都是一个充满温情的“社交共同体”。树木与其秘密伙伴之间有着各种各样的羁绊，它们命运相依，共同绘就一幅充满活力的生命画卷。

森林生态系统中根际生物地球化学循环过程研究框架图  作者：尹华军 图源：参考文献2

愿我们以树为友，以绿为伴，读懂植物的“社交密码”，守护好这片生生不息的绿色家园，让每一株植物都能在彼此的陪伴中，茁壮成长、岁岁常青。

参考文献

1、Xianhong Zhang，et al. Common mycorrhizal networks facilitate plant disease resistance by altering rhizosphere microbiome assembly. Cell Host & Microbe, 2025, 33:1–14.

2、尹华军等. 森林根系分泌物生态学研究：问题与展望. 植物生态学报，2018，42（11）,1055-1070.

3、孔垂华, 王朋. 植物化感作用和植物化学识别通讯：问题与思考 [J]. 应用生态学报, 2025, 36 (05): 1540-1552.

4、石兆勇, 李亚娟, 徐晓峰. 菌根共生体及其在生态系统中的功能概述 [J]. 生物学教学, 2024, 49 (06): 5-7.

5、冯邦, 杨祝良. 外生菌根共生: 共生真菌多样性及菌根形成的分子机制 [J]. 中国科学: 生命科学, 2019, 49 (04): 436-444.

6、李鹏翔. 植物传递信息的秘笈 [J]. 林业与生态, 2011, (08): 33.

实习编辑 | 扶佳燕