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綠植相依成雙對——植物界多種多樣的共生關(guān)系
2023年03月20日 10:38  來源:海南日報  宋體

昌江黎族自治縣的木棉稻田景觀。海南日報記者 陳元才 攝

  文\海南日報記者 李夢瑤

  “嘿,我們交個朋友吧!”

  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啟。盡管“弱肉強(qiáng)食”是生物界的永恒規(guī)律,但在競爭對抗中,也不乏“抱團(tuán)取暖”的動人場景。

  生物當(dāng)然包括植物。哪怕它們“沒有腦子”,也懂得“多個朋友多條路”的道理。在漫長的進(jìn)化過程中,許多植物憑借各種感知手段,相互識別、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“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“最是銷魂紅綠配”,木棉與稻田的般配又豈止于色彩——

長在樹上的鳥巢蕨。海南日報記者 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)對養(yǎng)分的吸收能力。

  木棉花開,吸引大量雜食性鳥類或大型涉禽前來覓食、休憩、筑巢,它們在田間捕食害蟲,實現(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,落紅不是無情物,木棉與稻田完成了一場四時不息、至死不渝的相守。

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

  “人們會根據(jù)木棉是否開花,來判斷春季有效積溫是否達(dá)到一定水平, 木棉花開也成了春耕插秧的信號!痹谌蚊餮缚磥,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。

  不久前,昌江黎族自治縣正式啟動“木棉-稻田農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)”申報中國重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)的相關(guān)工作。也不知是誰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,一種在國內(nèi)僅見于海南羊山地區(qū)的國家Ⅱ級重點(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”二字,足見水菜花對生境要求之高。但海口火山田洋生態(tài)保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展中心的研究人員對水菜花及其棲息地開展持續(xù)性監(jiān)測時發(fā)現(xiàn),一個極小的舉動,竟也能幫助水菜花種群恢復(fù):收割水稻時,保留一定高度的稻樁。

  原因很簡單,稻樁減緩了水菜花的威脅因子——外來入侵植物的侵占速度,為其幼苗長大并占領(lǐng)生態(tài)位爭取到了寶貴的發(fā)育時間。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,原本并沒有交集的它們,被人類無意間“牽線”湊到一起后,相處得倒也頗為和諧。所以說,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

  生存競爭,是達(dá)爾文進(jìn)化論中的關(guān)鍵詞。在相當(dāng)長的一段時間里,這一學(xué)說被狹隘地理解為“赤裸裸的競爭”,以至于人們提到大自然,腦海中最先浮現(xiàn)的便是一場場追逐廝殺、弱肉強(qiáng)食的生存競賽。

  直到19世紀(jì)末,一些西方博物學(xué)家給出不同見解:超越競爭,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,所以地球上絕對不會有單獨(dú)存在的生物!泵绹⑸飳W(xué)家瑪葛莉絲深信,共生是生物演化的機(jī)制。俄國地理學(xué)家克魯泡特金也曾提出,互助和互爭都是動物生命法則,而且前者較后者要重要得多。

  犀牛和犀牛鳥、小丑魚與?、寄居蟹與海螺……動物界有許多大家耳熟能詳?shù)墓采适隆R灾劣谌藗円欢群雎,其實沉默不語的植物們,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“共生”二字的理解,比動物還要來得早。約6億年前,某些真菌和藻類為了活下去,悄悄達(dá)成了應(yīng)對當(dāng)時惡劣生存環(huán)境的“共生盟約”:真菌為藻類提供避難所,藻類則通過光合作用為真菌生產(chǎn)食物。它們攜手開疆辟土,大大加快了巖石風(fēng)化形成土壤的速度,被稱為地球上的“開路先鋒”。

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

?谘蛏降貐^(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“專情”于一株植物,而是會同時“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)常能看見這樣一些似雜草的植物,它們生境、外形各異,卻有著一個共同的名字——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,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)翠綠的蕨類附生在枝丫上形似鳥巢,苔蘚藏進(jìn)樹皮的縫隙里,再加上種類眾多的蘭科、苦苣苔科,甚至是杜鵑花科植物……當(dāng)這些“房客”相安無事地共處一樹時,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,即大家都無益無損的“無關(guān)共生”。

  既然對自己沒有壞處,喬木們也樂于當(dāng)一名“雨林好房東”。可也有一些“房客”實在貪心,有了免費(fèi)的住宿不滿足,還想著掠奪“房東”的水分、營養(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,即對一方有害的“偏害共生”。?崎艑僦参锿ǔT谶@類關(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,千萬別“引狼入室”。

  打開新農(nóng)業(yè)的想象力

  20世紀(jì)40年代,第二次世界大戰(zhàn)以后,物資緊張的英國開始實行食物配給制。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5000萬英鎊,在非洲東部選了一塊土地,啟動實施他們的“花生計劃”。

  然而事與愿違,“花生計劃”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頭,讓后者根本無法好好生長。

  英國利物浦大學(xué)教授約翰·沃倫將這段往事收錄在《餐桌植物簡史:蔬果、谷物和香料的栽培與演變》一書中,試圖講清一個道理:人類馴化植物,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“草木無情”的偏見,當(dāng)人們開始用心觀察那些可以作為食物的植物,會發(fā)現(xiàn)原來它們之間也有“愛恨情仇”——

  葡萄不僅對刺槐、臭椿、花椒、無花果等樹種心存畏懼,要是種在榆樹旁邊,還很可能“一命嗚呼”;苦芹菜、西紅柿、南瓜、黃瓜、蘋果、櫻桃和向日葵是地里的“冤家”;即便只是在蘋果園邊種上一兩棵核桃樹,也會導(dǎo)致蘋果樹生長不良,果實少又小……

  這時候,人類只需扮演“和事佬”的角色,將它們分開即可。而當(dāng)植物共生的秘密被揭開,人們發(fā)現(xiàn)兩種或兩種以上的作物長在一起能產(chǎn)生“1+1>2”的聚合協(xié)同效應(yīng)時,由此也打開了新農(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!皺壚茦涞恼陉幎葲]那么高,能給咖啡提供恰到好處的光照!狈N植戶黃秀武說,咖啡樹種下后,吸收了土表的營養(yǎng)成分,遏制了雜草的生長,幾乎不用再給檳榔樹除草,也減少了檳榔遭遇病蟲害的概率,可謂一舉多得。

  同樣是在瓊中,黎母山下的一個小村莊里,人們在橡膠林里套種柊葉后發(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,你會發(fā)現(xiàn)它倆的“人緣”還真是不錯,不僅可以跟益智、牧草、茶樹、斑蘭等作物在地面上和平相處,樹上還可以套種金釵石斛,簡直熱鬧得很。

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

  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

  動物與植物

  小榕蜂與榕樹

  蜜蜂與蘭花

  胡蜂與土沉香

  樹蛙與宿主樹

  金裳鳳蝶與馬兜鈴

  柑橘鳳蝶與柑橘樹

  動物與動物

  䲟魚與鯊魚

  海生蝦虎魚與槍蝦

  牛與牛背鷺

  犀牛和犀牛鳥

  小丑魚與?

  小魚與寄居水母

  制圖/許麗

  文字/羅安明

編輯:王曉東