三、植物嘗到什麼 當心！乾旱來襲！

植物體缺水之後最早做出的反應之一，是關閉葉子上叫作氣孔的小孔。如果用顯微鏡觀察，氣孔看上去就像一張張小嘴。這些小孔可以讓光合作用所需的二氧化碳進入植物體，讓光合作用的產物氧氣逸入大氣層。在蒸騰作用中，水蒸氣也可以通過開放的氣孔逸出。植物會主動開閉氣孔，作為對環境的反應。比如植物如果要在乾旱時期減少水分損失，就會主動關閉氣孔。儘管這顯然會放慢光合作用的速度，甚至使光合作用停止，但可以保護水分，讓植物適應暫時的缺水狀況而存活下來。來自根部的資訊可以告訴氣孔何時關閉。

在上一章中，我講到了伊安·鮑德溫和其他植物生物學家如何令人信服地表明植物可以利用揮發性化學物質相互交流病原體或食草動物來襲的消息。那麼，植物能用根來交流缺水之類的生理狀態嗎？

當諾沃普蘭斯基檢查另幾棵相鄰的豌豆，也就是編號為3、4、5和6的植株時，發現它們葉片上的氣孔也在1號盆添加了甘露醇之後關閉了，只是用的時間比較久。換句話說，他們偵測到信號可以從受脅迫的植株到離它最近的未受脅迫植株進行接力傳遞，從最初的脅迫發生地點一氣傳到了五個花盆遠的植株那裡！他們知道這個資訊一定是通過土壤傳遞的，從根繫到根系，因為如果把豌豆種在各自的盆中，讓相鄰的植株根系不接觸，那麼即使把它們放在很靠近第一棵豌豆的地方，它們的氣孔也看不出有任何反應。

諾沃普蘭斯基的實驗結果並不一定意味著受脅迫的植株會「有意」警告它的鄰居。「意圖」這個詞在植物生物學中顯然是個不可靠的概念。儘管這種可能存在的利他行為確實深深紮根（我不是有意使用這個雙關語）於演化生物學理論中，特別是在考慮羣體適應性的時候，然而根的通信也可以解釋為一種植株內的現象。不妨想想一棵樹，它的根可以向外擴展到幾米遠的地方，這時候它的一部分根遇到的土壤非常可能比另一部分根遇到的土壤更乾旱。這時候，最先遭遇水分不足的根就可以通過向土壤釋放化學信號來警告它的姐妹根，提醒乾旱已迫在眉睫，於是整棵樹都可以迅速應對這種環境挑戰。諾沃普蘭斯基研究組又進一步考察了「根際正相互作用」這個概念，最近他們指出，根到根的通信甚至可以調節植物的開花時間。他們的研究表明，把低芥酸油菜植株種在短日照的實驗室環境中，花期本來會推遲，但如果另有油菜植株種在誘導開花的長日照環境中，從種有這些油菜的土壤中提取水分去澆灌短日照環境下的油菜，就可以讓它們更早開花！儘管這一通信中的具體化學物質還不清楚，但它肯定能被根嘗到味道。

我的同行阿裡埃勒·諾沃普蘭斯基和他在本古裡安大學的研究生好奇於植物對環境狀況的通信。更具體地說，他們想看看在最佳環境中生長的植株如果種在靠近受到環境脅迫的植株旁邊，在行為上是否會有差異。換句話說，處於乾旱中的植株是否能給鄰居報信，告訴它惡劣的環境即將來臨？

他們管這個實驗設計叫「分根」。在分根實驗中，一棵植株被從花盆中取出，在重新種下的時候把它的根分成兩部分，分別種在兩個盆（1號盆和2號盆）裡。然後，第二棵植株也從花盆中取出，並在重新種下時把根分在兩個盆裡，其中一半根種在有第一棵植株的盆（2號盆）裡，另一半根則種在一個新盆（3號盆）裡。這樣的兩棵植株又可以和第三棵植株串聯在一起，這第三棵植株的一半根種在有第二棵植株的盆（3號盆）裡，另一半根則種在第4個盆裡，以此類推。在他們的研究中一共用了七個盆，串聯起6株豌豆（Pisum sativum）。研究者通過改變1號盆的環境，使第一棵豌豆處在人工模擬的乾旱之下。通過添加一種叫甘露醇的非活性糖，他們可以馬上模擬出乾旱環境。植物科學家經常使用甘露醇來誘發植物的乾旱反應。

諾沃普蘭斯基及其學生髮現，在他們把甘露醇添加到第一個盆的土壤中之後，儘管第一棵豌豆有一半根仍然保持良好的澆水狀態，但它還是在15分鐘之內關閉了氣孔。這樣迅速的反應並不令人意外，人們好多年前就知道了。但出乎意料的是，在甘露醇添加到第一個盆之後的15分鐘之內，第二棵豌豆的氣孔也關閉了，而它有一半根與第一棵豌豆的一半根一同種在同一個澆水良好的花盆中。這個反應使研究團隊推測，有一個信號從同一棵植株受到脅迫的根傳遞到了未受脅迫的根，又導致未受脅迫的根釋放了某種化學信號到土壤中，而使鄰近的植株知道可能有乾旱正在逼近。