重審“母樹(shù)假說(shuō)”的證據(jù)——通過(guò)外生菌根網(wǎng)絡(luò)在樹(shù)木之間共享資源

還記得電影《阿凡達(dá)》中，潘多拉星球上的那棵巨大美麗的生命樹(shù)嗎？它跟所有的當(dāng)?shù)厣`都都靈魂相通，記得當(dāng)時(shí)看電影的時(shí)候被那個(gè)場(chǎng)面震撼到了，這種劇情構(gòu)思應(yīng)該是受到了“母樹(shù)假說(shuō)”的影響。最近發(fā)表了一項(xiàng)新研究，該研究對(duì)“母樹(shù)假說(shuō)”進(jìn)行了重新審視，并對(duì)假說(shuō)的證據(jù)進(jìn)行了重新評(píng)估。

其“母樹(shù)假說(shuō)”*（mother tree hypothesis）*認(rèn)為，森林中的菌絲網(wǎng)絡(luò)連接著樹(shù)木，這些網(wǎng)絡(luò)是大樹(shù)幫助其后代和其他樹(shù)木朋友的一種方式。研究者們發(fā)現(xiàn)，菌根網(wǎng)絡(luò)確實(shí)對(duì)許多森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，但這種網(wǎng)絡(luò)并不是樹(shù)木之間資源共享的簡(jiǎn)單管道。相反，**它更像是樹(shù)木和真菌之間的交易場(chǎng)所，每個(gè)個(gè)體都試圖通過(guò)交易以生存。**此外，科學(xué)證據(jù)并不支持母樹(shù)假說(shuō)，并且該假說(shuō)在科學(xué)界頗具爭(zhēng)議。

這項(xiàng)研究發(fā)表在2023年5月7日的國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《新植物學(xué)家》*(New Phytologist, 全球植物科學(xué)SCI雜志排名8/238的期刊）*上。

該研究由瑞典農(nóng)業(yè)科學(xué)大學(xué)的尼爾斯·亨里克松*（Nils Henriksson）*領(lǐng)導(dǎo)，研究發(fā)現(xiàn)，母樹(shù)假說(shuō)的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)實(shí)際上非常有限，機(jī)制的理論解釋也很匱乏。**大樹(shù)及其與鄰居之間的互連仍對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要，但真菌網(wǎng)絡(luò)并不像傳統(tǒng)的“母樹(shù)假說(shuō)”所描述的那樣，直接將資源從一棵樹(shù)轉(zhuǎn)移到另一棵樹(shù)。很多時(shí)候，這甚至?xí)?dǎo)致樹(shù)木之間的加劇競(jìng)爭(zhēng)，而不是支持幼苗的生長(zhǎng)。**因此，該假說(shuō)所描述的樹(shù)木之間互助并不是真實(shí)的。

研究的共同作者奧斯卡·富蘭克林*（Oskar Franklin）*是IIASA生物多樣性和自然資源項(xiàng)目的農(nóng)業(yè)、林業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究組的研究員。他表示，“我們發(fā)現(xiàn)，菌根網(wǎng)絡(luò)確實(shí)對(duì)許多森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要，但很少通過(guò)樹(shù)木之間的分享和關(guān)懷。相反，它的作用就像單個(gè)樹(shù)木和真菌的交易場(chǎng)所，每個(gè)人都試圖做出最好的交易來(lái)生存”。

這項(xiàng)研究結(jié)果表明，**森林不是一個(gè)超級(jí)有機(jī)體或互相幫助的樹(shù)木家族，而是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，由樹(shù)木、真菌和其他生物相互依存而組成。**菌根網(wǎng)絡(luò)是這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，但其作用更多的是為個(gè)體樹(shù)木和真菌提供生存所需的交易場(chǎng)所。對(duì)于未來(lái)森林的管理和研究來(lái)說(shuō)，這一研究的結(jié)論具有重要意義，應(yīng)該更加重視森林生態(tài)系統(tǒng)的真正復(fù)雜性。

作者最后得出結(jié)論說(shuō)，“母樹(shù)假說(shuō)”既不支持針葉林的再生模式，也不與控制菌根共生的生理機(jī)制的理解相一致。

上圖來(lái)源：《新植物學(xué)家》期刊

關(guān)于“母樹(shù)假說(shuō)”

“母樹(shù)假說(shuō)”是指，在森林中，一些重要的大型樹(shù)木（被稱(chēng)為“母樹(shù)”）通過(guò)地下真菌網(wǎng)絡(luò)與周?chē)男?shù)、幼苗、灌木等植物分享營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和信息，以幫助它們生長(zhǎng)、提高抗病性和抗蟲(chóng)性等。這種地下真菌網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為外生菌根網(wǎng)絡(luò)*（ectomycorrhizal network）*，它是一種由真菌絲構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，與許多樹(shù)木建立關(guān)系，被認(rèn)為在決定森林的性質(zhì)及其對(duì)氣候變化的反應(yīng)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

根據(jù)假說(shuō)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還應(yīng)該使母樹(shù)能夠通過(guò)求救信號(hào)檢測(cè)到其鄰居的健康狀況不佳，提醒它們向這些樹(shù)木發(fā)送它們需要的養(yǎng)分以進(jìn)行治療。通過(guò)這種方式，母樹(shù)被認(rèn)為充當(dāng)了中心樞紐，與幼苗和周?chē)钠渌髽?shù)溝通，以增加它們的生存機(jī)會(huì)。

母樹(shù)假說(shuō)認(rèn)為，母樹(shù)通過(guò)與外生菌根網(wǎng)絡(luò)連接的方式，能夠調(diào)節(jié)和支配周?chē)参锏纳L(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方式，母樹(shù)能夠在森林中扮演著關(guān)鍵的角色，對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健康起到重要的作用。

筆者查到的資料顯示，母樹(shù)假說(shuō)最早由加拿大森林生態(tài)學(xué)家蘇珊·西蒙*（Susan Simard）*在1997年提出。但事實(shí)上許多文化中（包括青銅器時(shí)代的中國(guó)早期文化）都有“母樹(shù)”的影子。

參考文獻(xiàn)：

Nils Henriksson, John Marshall, Mona N. H?gberg, Peter H?gberg, Andrea Polle, Oskar Franklin, Torgny N?sholm. Re‐examining the evidence for the mother tree hypothesis – resource sharing among trees via ectomycorrhizal networks. New Phytologist, 2023; DOI: 10.1111/nph.18935

編譯：Wendy

審核：綠茵

編輯：Tommy