綠植相依成雙對(duì)——植物界多種多樣的共生關(guān)系
2023年03月20日 10:38  來(lái)源:海南日?qǐng)?bào)  宋體

昌江黎族自治縣的木棉稻田景觀。海南日?qǐng)?bào)記者 陳元才 攝

  文\海南日?qǐng)?bào)記者 李夢(mèng)瑤

  “嘿,我們交個(gè)朋友吧!”

  鄉(xiāng)野田間,幾只頂著金黃色“碎發(fā)”的牛背鷺,壯膽靠近一頭健碩的水牛,翩然落于牛背上,一段跨越種族的友誼由此開(kāi)啟。盡管“弱肉強(qiáng)食”是生物界的永恒規(guī)律,但在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)抗中,也不乏“抱團(tuán)取暖”的動(dòng)人場(chǎng)景。

  生物當(dāng)然包括植物。哪怕它們“沒(méi)有腦子”,也懂得“多個(gè)朋友多條路”的道理。在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中,許多植物憑借各種感知手段,相互識(shí)別、相互選擇、相互適應(yīng),逐漸形成互利共生的微妙默契。

  植物也會(huì)“交朋友”

  霸王嶺下,昌化江畔,田埂蔥綠,紅棉成片,交相輝映間甚是迷人。

  都說(shuō)“最是銷(xiāo)魂紅綠配”,木棉與稻田的般配又豈止于色彩——

長(zhǎng)在樹(shù)上的鳥(niǎo)巢蕨。海南日?qǐng)?bào)記者 李天平 攝

  當(dāng)一棵棵木棉在稻田邊扎下根,它那發(fā)達(dá)蜿蜒的根系,不僅鞏固田埂、涵養(yǎng)水源、提高土壤含氧量,根系里甚至還藏著具有抑菌作用的類(lèi)黃酮物質(zhì),可有效控制稻田土壤和水里的有害微生物,幫助水稻增強(qiáng)對(duì)養(yǎng)分的吸收能力。

  木棉花開(kāi),吸引大量雜食性鳥(niǎo)類(lèi)或大型涉禽前來(lái)覓食、休憩、筑巢,它們?cè)谔镩g捕食害蟲(chóng),實(shí)現(xiàn)天然的生物防治;待到朵朵木棉落入田間,在高溫高濕條件下快速分解,還能留下有益物質(zhì),供稻田再一次利用。的確,落紅不是無(wú)情物,木棉與稻田完成了一場(chǎng)四時(shí)不息、至死不渝的相守。

  來(lái)自海南大學(xué)的任明迅教授團(tuán)隊(duì),很早就注意到了木棉與稻田這對(duì)“好拍檔”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)查研究,他們發(fā)現(xiàn),在中南半島、印度和中國(guó)南方的傳統(tǒng)水稻種植區(qū),稻田間保留木棉樹(shù)或人為栽種木棉樹(shù)的行為,約800年前就已出現(xiàn)。

  “人們會(huì)根據(jù)木棉是否開(kāi)花,來(lái)判斷春季有效積溫是否達(dá)到一定水平, 木棉花開(kāi)也成了春耕插秧的信號(hào)!痹谌蚊餮缚磥(lái),它們之間形成了一種特殊的農(nóng)林復(fù)合種植模式,飽含樸素的資源循環(huán)利用理念和生物多樣性保護(hù)意識(shí)。

  不久前,昌江黎族自治縣正式啟動(dòng)“木棉-稻田農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)”申報(bào)中國(guó)重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)的相關(guān)工作。也不知是誰(shuí)先伸出了友誼的小手,總之,木棉與稻田緣分不淺。

  水稻的脾性向來(lái)好,從深山丘陵到平原濕地,都能種植。條件如果合適,甚至還能像木棉守護(hù)它一樣,為其他伙伴提供庇護(hù),比如水菜花,一種在國(guó)內(nèi)僅見(jiàn)于海南羊山地區(qū)的國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)水生植物。

農(nóng)田里套種的玉米和大豆。資料圖

  “僅見(jiàn)”二字,足見(jiàn)水菜花對(duì)生境要求之高。但?诨鹕教镅笊鷳B(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展中心的研究人員對(duì)水菜花及其棲息地開(kāi)展持續(xù)性監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),一個(gè)極小的舉動(dòng),竟也能幫助水菜花種群恢復(fù):收割水稻時(shí),保留一定高度的稻樁。

  原因很簡(jiǎn)單,稻樁減緩了水菜花的威脅因子——外來(lái)入侵植物的侵占速度,為其幼苗長(zhǎng)大并占領(lǐng)生態(tài)位爭(zhēng)取到了寶貴的發(fā)育時(shí)間。這一發(fā)現(xiàn),啟發(fā)人們探索出水菜花可持續(xù)保護(hù)與利用的新模式:發(fā)展水菜花-水稻共生型濕地農(nóng)業(yè)。

  木棉與稻田,水菜花與水稻,原本并沒(méi)有交集的它們,被人類(lèi)無(wú)意間“牽線(xiàn)”湊到一起后,相處得倒也頗為和諧。所以說(shuō),自然界不只有“優(yōu)勝劣汰”的殘酷一面,植物之間的友誼,遠(yuǎn)比我們想象的更豐富。

  多種多樣的共生關(guān)系

  生存競(jìng)爭(zhēng),是達(dá)爾文進(jìn)化論中的關(guān)鍵詞。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里,這一學(xué)說(shuō)被狹隘地理解為“赤裸裸的競(jìng)爭(zhēng)”,以至于人們提到大自然,腦海中最先浮現(xiàn)的便是一場(chǎng)場(chǎng)追逐廝殺、弱肉強(qiáng)食的生存競(jìng)賽。

  直到19世紀(jì)末,一些西方博物學(xué)家給出不同見(jiàn)解:超越競(jìng)爭(zhēng),審視合作的作用。

  “大自然的本性就厭惡任何生物獨(dú)占世界的現(xiàn)象,所以地球上絕對(duì)不會(huì)有單獨(dú)存在的生物!泵绹(guó)微生物學(xué)家瑪葛莉絲深信,共生是生物演化的機(jī)制。俄國(guó)地理學(xué)家克魯泡特金也曾提出,互助和互爭(zhēng)都是動(dòng)物生命法則,而且前者較后者要重要得多。

  犀牛和犀牛鳥(niǎo)、小丑魚(yú)與?⒓木有放c海螺……動(dòng)物界有許多大家耳熟能詳?shù)墓采适。以至于人們一度忽略,其?shí)沉默不語(yǔ)的植物們,也在孜孜不倦地追尋一段“朋友一生一起走”的關(guān)系。

  甚至植物對(duì)“共生”二字的理解,比動(dòng)物還要來(lái)得早。約6億年前,某些真菌和藻類(lèi)為了活下去,悄悄達(dá)成了應(yīng)對(duì)當(dāng)時(shí)惡劣生存環(huán)境的“共生盟約”:真菌為藻類(lèi)提供避難所,藻類(lèi)則通過(guò)光合作用為真菌生產(chǎn)食物。它們攜手開(kāi)疆辟土,大大加快了巖石風(fēng)化形成土壤的速度,被稱(chēng)為地球上的“開(kāi)路先鋒”。

  地衣是植物嗎?嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不算。但這位“生物共生典范生”,卻給真正的植物們帶來(lái)了生存必需的養(yǎng)分——

海口羊山地區(qū)相伴而生的水菜花與水稻。周緣 攝

  由水生變?yōu)殛懮,早期植物面臨著如何從土壤基質(zhì)中吸收水分、可溶性養(yǎng)分的挑戰(zhàn);蛟S是地衣的生存方式提供了靈感,它們開(kāi)始與原始的叢枝菌根真菌形成互惠關(guān)系,困難隨即被化解。

  真菌并不“專(zhuān)情”于一株植物,而是會(huì)同時(shí)“勾搭”相鄰的不同植物。以至于到如今,約90%的已知陸生植物,都與真菌形成了共生關(guān)系。

  從低等到高等,從內(nèi)共生到外共生,從極端環(huán)境到正常生態(tài)位,它們共同生存、協(xié)同進(jìn)化,將地上、地下聯(lián)結(jié)成一個(gè)巨大、完整、統(tǒng)一的共生網(wǎng)絡(luò),也讓生物多樣性得以豐富和維持。

  當(dāng)然,共生的模式,也不只有互助這一種。只要到海南熱帶雨林國(guó)家公園里轉(zhuǎn)上一圈,就能發(fā)現(xiàn)不少植物共生的秘密——

  根系攀附在高大喬木的枝干上,或依附苔蘚、腐殖質(zhì),帶狀或圓柱狀的革質(zhì)葉片自然垂落……在雨林中,經(jīng)常能看見(jiàn)這樣一些似雜草的植物,它們生境、外形各異,卻有著一個(gè)共同的名字——蘭科植物。

  為了獲得更多的光照和空間,蘭科植物需“借住”在其他植物的植株上。這時(shí),作為附生植物的蘭科植物,便與被附生的“房東”形成了一種典型的“偏利共生”,即只對(duì)一方有利。

  在海南熱帶雨林中,一棵高大喬木上往往不只有一種附生植物。一團(tuán)團(tuán)翠綠的蕨類(lèi)附生在枝丫上形似鳥(niǎo)巢,苔蘚藏進(jìn)樹(shù)皮的縫隙里,再加上種類(lèi)眾多的蘭科、苦苣苔科,甚至是杜鵑花科植物……當(dāng)這些“房客”相安無(wú)事地共處一樹(shù)時(shí),不僅造就了“空中花園”的奇觀,也產(chǎn)生了另一種共生關(guān)系,即大家都無(wú)益無(wú)損的“無(wú)關(guān)共生”。

  既然對(duì)自己沒(méi)有壞處,喬木們也樂(lè)于當(dāng)一名“雨林好房東”。可也有一些“房客”實(shí)在貪心,有了免費(fèi)的住宿不滿(mǎn)足,還想著掠奪“房東”的水分、營(yíng)養(yǎng)及上升空間,等著有朝一日能“鳩占鵲巢”。這是一種與“偏利共生”剛好相反的共生現(xiàn)象,即對(duì)一方有害的“偏害共生”。?崎艑僦参锿ǔT谶@類(lèi)關(guān)系中扮演“忘恩負(fù)義”的一方,雨林里的“房東”們可一定得記住,千萬(wàn)別“引狼入室”。

  打開(kāi)新農(nóng)業(yè)的想象力

  20世紀(jì)40年代,第二次世界大戰(zhàn)以后,物資緊張的英國(guó)開(kāi)始實(shí)行食物配給制。人們想著擴(kuò)大種植富含脂肪和蛋白質(zhì)的花生,以增加供給,于是投資近5000萬(wàn)英鎊,在非洲東部選了一塊土地,啟動(dòng)實(shí)施他們的“花生計(jì)劃”。

  然而事與愿違,“花生計(jì)劃”最終以失敗告終。原因之一是,這塊土地的表面覆蓋著一些其他植被,它如同花生的冤家對(duì)頭,讓后者根本無(wú)法好好生長(zhǎng)。

  英國(guó)利物浦大學(xué)教授約翰·沃倫將這段往事收錄在《餐桌植物簡(jiǎn)史:蔬果、谷物和香料的栽培與演變》一書(shū)中,試圖講清一個(gè)道理:人類(lèi)馴化植物,將其變成餐桌上的食物,首先得懂得植物的特性,尊重植物繁衍的規(guī)律。

雨林中的苔蘚。陳澤鋒 攝

  拋開(kāi)“草木無(wú)情”的偏見(jiàn),當(dāng)人們開(kāi)始用心觀察那些可以作為食物的植物,會(huì)發(fā)現(xiàn)原來(lái)它們之間也有“愛(ài)恨情仇”——

  葡萄不僅對(duì)刺槐、臭椿、花椒、無(wú)花果等樹(shù)種心存畏懼,要是種在榆樹(shù)旁邊,還很可能“一命嗚呼”;苦芹菜、西紅柿、南瓜、黃瓜、蘋(píng)果、櫻桃和向日葵是地里的“冤家”;即便只是在蘋(píng)果園邊種上一兩棵核桃樹(shù),也會(huì)導(dǎo)致蘋(píng)果樹(shù)生長(zhǎng)不良,果實(shí)少又小……

  這時(shí)候,人類(lèi)只需扮演“和事佬”的角色,將它們分開(kāi)即可。而當(dāng)植物共生的秘密被揭開(kāi),人們發(fā)現(xiàn)兩種或兩種以上的作物長(zhǎng)在一起能產(chǎn)生“1+1>2”的聚合協(xié)同效應(yīng)時(shí),由此也打開(kāi)了新農(nóng)業(yè)的想象力。

  在瓊中飛水嶺瀑布下,村民們嘗試在一片檳榔林里套種羅布斯塔咖啡樹(shù)!皺壚茦(shù)的遮陰度沒(méi)那么高,能給咖啡提供恰到好處的光照。”種植戶(hù)黃秀武說(shuō),咖啡樹(shù)種下后,吸收了土表的營(yíng)養(yǎng)成分,遏制了雜草的生長(zhǎng),幾乎不用再給檳榔樹(shù)除草,也減少了檳榔遭遇病蟲(chóng)害的概率,可謂一舉多得。

  同樣是在瓊中,黎母山下的一個(gè)小村莊里,人們?cè)谙鹉z林里套種柊葉后發(fā)現(xiàn),前者可以為后者提供合適的遮陰度、溫濕度,而后者可以利用自己發(fā)達(dá)的根系,幫助前者牢牢鎖住水土,堪稱(chēng)雙贏。

  不只是瓊中,也不只是咖啡與柊葉。

  到瓊島各地的檳榔林、橡膠林里瞧一瞧,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它倆的“人緣”還真是不錯(cuò),不僅可以跟益智、牧草、茶樹(shù)、斑蘭等作物在地面上和平相處,樹(shù)上還可以套種金釵石斛,簡(jiǎn)直熱鬧得很。

  如此一來(lái),作物們多出不少“親家”,農(nóng)民在一塊地里也能有幾份收入?窗桑l(shuí)說(shuō)植物不懂人情世故,合作才能共贏的道理,它們比誰(shuí)都明白。

  自然界“伴侶”一覽

  植物與植物

  木棉與水稻

  水菜花與水稻

  玉米與大豆

  牡丹和芍藥

  葡萄與紫羅蘭

  韭菜和馬鈴薯

  大蒜和棉花

  動(dòng)物與植物

  小榕蜂與榕樹(shù)

  蜜蜂與蘭花

  胡蜂與土沉香

  樹(shù)蛙與宿主樹(shù)

  金裳鳳蝶與馬兜鈴

  柑橘鳳蝶與柑橘樹(shù)

  動(dòng)物與動(dòng)物

  䲟魚(yú)與鯊魚(yú)

  海生蝦虎魚(yú)與槍蝦

  牛與牛背鷺

  犀牛和犀牛鳥(niǎo)

  小丑魚(yú)與?

  小魚(yú)與寄居水母

  制圖/許麗

  文字/羅安明

編輯:王曉東