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尽管植物没有处理信号的神经中枢，但是它们仍旧能够传送、接收并分析信号。最近，科学家揭示这种信号处理与动物神经细胞处理信号机制非常类似。植物是如何做到的呢？
美国内华达山脉北部地区，长满了一种叫山艾的植物，它们在这里的斜坡上彼此交流，但没有人知道它们在说什么。加州大学戴维斯分校的生态学家理查德·卡尔班（Richard Karban）试图在这里学习它们的语言，揭开山艾交流的秘密。然而，令人费解的是，这些植物并没有处理交流信号的神经中枢。它们是如何传送、接收以及分析信号的？
事实上，研究者发现植物能够彼此交流也只不过数十载，然而在短暂的时间里，突破性的研究成果就屡屡出现。1983年，两项研究报告共同指出：当昆虫来袭时，柳树、杨树和糖枫之间可彼此通告对方，例如，当一棵树上爬满饥饿的虫子时，临近的树木就会释放出防虫化学物质以避免毛虫攻击。
最早关于植物间交流的几篇论文，因为实验植物是人工种植等缺陷，被其他学者指责没有真实反映现实世界中植物同昆虫之间的竞争，因而迅速地被舆论淹没掉了。之后该领域的研究几近停滞。但是，如今该领域的研究又重新受到重视，研究人员严格控制实验变量，改进了早前被认为不严谨的研究方法。根据卡尔班的最新统计，在过去48项有关植物间交流的研究中，有40项已确认植物能够识别彼此的信号，并能提高它们自身的防御能力。墨西哥生态学家马丁·埃尔（Martin Heil）说：“植物在受到植食性动物破坏时释放的挥发物质已被检测出来，并且有证据显示，植物能够精确地接受这些化学信号，且能够很好地启动应答机制。”
尽管植物间交流的研究仍属于一个很窄的研究领域，但至少目前人们不再将从事这项研究的人视为“极端分子”。“而在过去，人们甚至都不会跟你交流，他们会说，‘为什么你要浪费我的时间谈这些没用的东西？’”卡尔班说，“现在情况好多了。”人们不再争论植物是否能够接收化学信号，而是讨论它们为什么这样交流以及是怎样做到的。有关植物间交流的大多数实验是在实验室受控的环境下完成的，那么在野外它们是如何处理交流信号的呢？另外一个有趣的问题是，植物分享信息的行为是怎样的？科学家们正在探究这些问题。
就在几个月前，洛桑大学植物信号研究先锋泰德·法默（Ted Farmer）就发现了一个之前从未揭示的植物信息传导方式——电脉冲或电压信号传输，这同动物的神经信号传输非常类似。“植物的这些行为真不可思议，”法默说，“对它们研究得越深，我越感到惊讶。”事实上，法默的研究并不意味着植物有神经元、大脑或任何类似动物交流的神经系统，当然更不能把它们当成外星生物来看。法默说，这只能证明我们以前大大低估了植物的交流能力。当研究人员开始学习植物交流的“语言”时，他们将会对这个绿色世界有一个全新的认识。
植物交流的秘密
起初，卡尔班专注于十七年蝉的研究，分析树木是如何应对它们每17年制造的一次麻烦的。当时，外界认为植物是靠自身抗旱以及抗病虫害的生理适应机制生存下来的。但在上世纪80年代初，华盛顿大学的动物学家大卫·罗迪斯（David Rhoades）发现了植物积极抵御昆虫的证据：植物能合成化学物质，使得叶子既不可口，又缺乏营养，这样会促使饥饿的虫子另寻他处。卡尔班对这个结论感到很兴奋，因为它传递了一个信息，说明植物能积极防御虫害而不是被动忍受。
罗迪斯接下来的发现则更令人惊奇。他研究了锡特卡（Sitka）柳树在遇到天幕毛虫和白蛾侵扰时，叶片如何改变营养成分。在实验室里，当他用被毛虫侵袭过的叶片喂养毛虫时，发现毛虫生长缓慢；用遭受虫害树木附近的其他树叶喂养毛虫，它们仍表现出生长迟缓。这两组树木的叶片显然发生了相似的生化反应。于是罗迪斯在1983年得出了如下结论：没有遭受虫害的柳树从那些正在遭受虫害的柳树身上获取了相同的信号。同年，德国马克斯普朗克研究所的生态学家伊恩·鲍德温（Ian Baldwin）和达特茅斯大学的植物学家杰克·舒尔茨（Jack Schultz）发现，把杨树和糖枫的幼苗放在被撕碎树叶的树苗边上，它们会释放出抗植食性昆虫取食的酚类物质。他们将这种现象称为植物间的交流。“普通民众对这项研究成果很兴奋，”卡尔班说，“大众媒体也进行了大量的报道。”
然而，民众的过度反应反倒让科学家感到了不安。1979年，纪录片《植物私生活》 （与1973年出版的书同名）通过慢镜头，给观众展示了植物充满活力的一面：叶片缓缓张开，根系向四方不断伸展。纪录片还称，科学家已证实植物有意识并且可感知人类的情感。“此番言论一出，民众就认为这方面的研究有些故弄玄虚。” 法默说。
1984年，著名生态学家约翰·劳顿（John Lawton）批评了有关植物交流方面的研究工作。他称，鲍德温的研究实验设计不佳，罗迪斯有关于昆虫增长放缓的结论会涣散人们防虫的决心，从而可能会招致虫害四处蔓延。劳顿的批评让这个领域的研究几近中止。罗迪斯，这位被卡尔班称为该领域“未被承认的先驱”的研究者，因此无法得到基金来继续他的研究工作，他甚至整日为衣食四处奔波。人们不再谈论植物交流，这个领域的研究前景黯淡无光。
植物交流的空中信号
然而，劳顿的批评并未让所有人意志动摇，法默以及后来的华盛顿州立大学的植物激素专家克拉伦斯·瑞恩（Clarence Ryan）都是重启植物间交流的学者。起初，法默和瑞恩研究当地的一种植物——山艾，它们能产生大量的茉莉酮酸甲酯，在瑞恩看来，这是一种可通过空气传播，帮助其他植物用来抵御植食性昆虫的有机物。在他们的实验中，当受伤的山艾叶片同番茄一起放在密封的瓶子时，番茄就开始生产蛋白酶抑制剂——一种可以扰乱昆虫消化功能的化合物，植物间的合作因而被证实的确存在。
卡尔班称，这些研究“操作严谨，结论能被其他的研究者证实，令人信服”。不过他仍有疑虑：野生植物是否有同样的现象？实验室的环境条件是否是诱使它们产生这种现象的原因？于是，卡尔班在加州北部一个山艾和野生烟草生长繁茂的野外工作站继续这项研究。他在野外重复着法默的实验，用剪刀剪山艾，模仿昆虫的利齿对植物造成损伤的假象，从而诱导植物产生茉莉酮酸甲酯和其他化学物质。结果，受损伤山艾附近的野生烟草预期地产生了防御性酶——多酚氧化酶；在生长季结束后，这些烟草植物叶片受到蚱蜢和地老虎的损伤要比其他植物小得多。
美国内华达山脉北部地区，长满了一种叫山艾的植物，它们在这里的斜坡上彼此交流，但没有人知道它们在说什么。加州大学戴维斯分校的生态学家理查德·卡尔班（Richard Karban）试图在这里学习它们的语言，揭开山艾交流的秘密。然而，令人费解的是，这些植物并没有处理交流信号的神经中枢。它们是如何传送、接收以及分析信号的？
事实上，研究者发现植物能够彼此交流也只不过数十载，然而在短暂的时间里，突破性的研究成果就屡屡出现。1983年，两项研究报告共同指出：当昆虫来袭时，柳树、杨树和糖枫之间可彼此通告对方，例如，当一棵树上爬满饥饿的虫子时，临近的树木就会释放出防虫化学物质以避免毛虫攻击。
最早关于植物间交流的几篇论文，因为实验植物是人工种植等缺陷，被其他学者指责没有真实反映现实世界中植物同昆虫之间的竞争，因而迅速地被舆论淹没掉了。之后该领域的研究几近停滞。但是，如今该领域的研究又重新受到重视，研究人员严格控制实验变量，改进了早前被认为不严谨的研究方法。根据卡尔班的最新统计，在过去48项有关植物间交流的研究中，有40项已确认植物能够识别彼此的信号，并能提高它们自身的防御能力。墨西哥生态学家马丁·埃尔（Martin Heil）说：“植物在受到植食性动物破坏时释放的挥发物质已被检测出来，并且有证据显示，植物能够精确地接受这些化学信号，且能够很好地启动应答机制。”
尽管植物间交流的研究仍属于一个很窄的研究领域，但至少目前人们不再将从事这项研究的人视为“极端分子”。“而在过去，人们甚至都不会跟你交流，他们会说，‘为什么你要浪费我的时间谈这些没用的东西？’”卡尔班说，“现在情况好多了。”人们不再争论植物是否能够接收化学信号，而是讨论它们为什么这样交流以及是怎样做到的。有关植物间交流的大多数实验是在实验室受控的环境下完成的，那么在野外它们是如何处理交流信号的呢？另外一个有趣的问题是，植物分享信息的行为是怎样的？科学家们正在探究这些问题。
就在几个月前，洛桑大学植物信号研究先锋泰德·法默（Ted Farmer）就发现了一个之前从未揭示的植物信息传导方式——电脉冲或电压信号传输，这同动物的神经信号传输非常类似。“植物的这些行为真不可思议，”法默说，“对它们研究得越深，我越感到惊讶。”事实上，法默的研究并不意味着植物有神经元、大脑或任何类似动物交流的神经系统，当然更不能把它们当成外星生物来看。法默说，这只能证明我们以前大大低估了植物的交流能力。当研究人员开始学习植物交流的“语言”时，他们将会对这个绿色世界有一个全新的认识。
植物交流的秘密
起初，卡尔班专注于十七年蝉的研究，分析树木是如何应对它们每17年制造的一次麻烦的。当时，外界认为植物是靠自身抗旱以及抗病虫害的生理适应机制生存下来的。但在上世纪80年代初，华盛顿大学的动物学家大卫·罗迪斯（David Rhoades）发现了植物积极抵御昆虫的证据：植物能合成化学物质，使得叶子既不可口，又缺乏营养，这样会促使饥饿的虫子另寻他处。卡尔班对这个结论感到很兴奋，因为它传递了一个信息，说明植物能积极防御虫害而不是被动忍受。
罗迪斯接下来的发现则更令人惊奇。他研究了锡特卡（Sitka）柳树在遇到天幕毛虫和白蛾侵扰时，叶片如何改变营养成分。在实验室里，当他用被毛虫侵袭过的叶片喂养毛虫时，发现毛虫生长缓慢；用遭受虫害树木附近的其他树叶喂养毛虫，它们仍表现出生长迟缓。这两组树木的叶片显然发生了相似的生化反应。于是罗迪斯在1983年得出了如下结论：没有遭受虫害的柳树从那些正在遭受虫害的柳树身上获取了相同的信号。同年，德国马克斯普朗克研究所的生态学家伊恩·鲍德温（Ian Baldwin）和达特茅斯大学的植物学家杰克·舒尔茨（Jack Schultz）发现，把杨树和糖枫的幼苗放在被撕碎树叶的树苗边上，它们会释放出抗植食性昆虫取食的酚类物质。他们将这种现象称为植物间的交流。“普通民众对这项研究成果很兴奋，”卡尔班说，“大众媒体也进行了大量的报道。”
然而，民众的过度反应反倒让科学家感到了不安。1979年，纪录片《植物私生活》 （与1973年出版的书同名）通过慢镜头，给观众展示了植物充满活力的一面：叶片缓缓张开，根系向四方不断伸展。纪录片还称，科学家已证实植物有意识并且可感知人类的情感。“此番言论一出，民众就认为这方面的研究有些故弄玄虚。” 法默说。
1984年，著名生态学家约翰·劳顿（John Lawton）批评了有关植物交流方面的研究工作。他称，鲍德温的研究实验设计不佳，罗迪斯有关于昆虫增长放缓的结论会涣散人们防虫的决心，从而可能会招致虫害四处蔓延。劳顿的批评让这个领域的研究几近中止。罗迪斯，这位被卡尔班称为该领域“未被承认的先驱”的研究者，因此无法得到基金来继续他的研究工作，他甚至整日为衣食四处奔波。人们不再谈论植物交流，这个领域的研究前景黯淡无光。
植物交流的空中信号
然而，劳顿的批评并未让所有人意志动摇，法默以及后来的华盛顿州立大学的植物激素专家克拉伦斯·瑞恩（Clarence Ryan）都是重启植物间交流的学者。起初，法默和瑞恩研究当地的一种植物——山艾，它们能产生大量的茉莉酮酸甲酯，在瑞恩看来，这是一种可通过空气传播，帮助其他植物用来抵御植食性昆虫的有机物。在他们的实验中，当受伤的山艾叶片同番茄一起放在密封的瓶子时，番茄就开始生产蛋白酶抑制剂——一种可以扰乱昆虫消化功能的化合物，植物间的合作因而被证实的确存在。
卡尔班称，这些研究“操作严谨，结论能被其他的研究者证实，令人信服”。不过他仍有疑虑：野生植物是否有同样的现象？实验室的环境条件是否是诱使它们产生这种现象的原因？于是，卡尔班在加州北部一个山艾和野生烟草生长繁茂的野外工作站继续这项研究。他在野外重复着法默的实验，用剪刀剪山艾，模仿昆虫的利齿对植物造成损伤的假象，从而诱导植物产生茉莉酮酸甲酯和其他化学物质。结果，受损伤山艾附近的野生烟草预期地产生了防御性酶——多酚氧化酶；在生长季结束后，这些烟草植物叶片受到蚱蜢和地老虎的损伤要比其他植物小得多。