AL123 人文社科免费专区文学 2022-12-14

植物教会我们的事【哈佛大学2021年新生书单推荐书目】 (方寸系列)_AZW3_MOBI_EPUB_贝隆达·L.蒙哥马利

内容节选

3 为了赢而冒险Risk to Win 你可能在路边、田野或者花园里欣赏过裂叶旱金莲的黄色花瓣、草原紫菀（prairie aster）那一抹动人的紫色，以及金盏菊鲜艳的橙色花朵。它们都是不同种类的一年生野花——在一个生长季完成生活史的植物。如果你是一名园丁，会知道应该在每年春天种植一年生植物（比如三色堇和百日草），但是会希望多年生植物（比如萱草和芍药）年复一年地出现。在野外，一年生植物通常在受扰动（例如冬季或旱季）后从种子里萌发出来。它们在短暂的窗口期生长、开花，然后走向死亡。在这种不确定的时期出现是一种冒险的策略，但也有优点。这些小型植物限制了分配给营养生长（vegetative growth）的能量，选择迅速生长并将能量用于开花和种子发育。[2]因为生活史短暂，它们避免了必须和更健壮的植物争夺阳光和土壤资源的麻烦。暴露于捕食者和食草动物面前的风险与充分获得阳光和营养的机会，植物必须在这两者之间权衡决策。种子发芽是一场注定的冒险。种子应该在下过一场雨或者迎来一个温暖的日子之后发芽，还是等到土壤完全湿润并且持续温暖时发芽？有些物种进化成了冒险者，种子的萌发门槛很低，而有些物种是风险规避者，会等待更可靠的条件。[3]植物是风险评估师，这个概念在你看来可能很新奇，但是植物学家已经意识到，植物按照与动物大致相同的方式评估风险。这是它们开展许多活动的基础。这些行为中的一部分可能是由遗传决定的，而有些则是灵活的，涉及植物在生活史中做出的决定。植物感知和权衡风险的方式有可能为我们提供深刻的洞见。如果周围环境条件欠佳，植物就会表现出超出我们预期的风险应对行为，尤其是当我们习惯了观察有能力起身并移动到其他地方的动物时。植物在单一环境中度过整个生活史，这个事实提供了观察有效冒险行为的独特视角。植物权衡风险并以非凡的方式应对资源的稀缺，与此同时留在原地不动。在动物界，开展冒险或规避风险行为的相关决策在很大程度上取决于资源可用性的变化，并受到能量使用方面考量的影响。科学家发明了一种名为风险敏感性理论的概念来预测动物如何应对风险，这主要与其资源预算和战略能量分配有关。例如，根据这种理论，面对捕食者的动物会根据其生长、活动和繁殖等内部过程以及对外部因素（如温度）做出反应所需的能量来决定是逃跑还是自卫。[4] 长期以来，我们认为植物不会进行风险评估，但最近的许多研究表明它们确实会这样做。当然，植物的行为方式与动物有所不同。植物可以通过重新分配资源来应对威胁，而动物则使用逃跑或战斗的方式。[5]但是和动物一样，植物在动态或难以预测的环境中以及在资源稀缺时往往会冒更大的风险。如果植物的根系位于两种环境之间，其中一种环境养分恒定但含量较低，而另一种环境的养分水平经常变化，植物将选择在养分水平经常变化的区域长出更多的根。植物赌的是自己能暴露在养分水平足够的环境中，哪怕是间歇性的。[6]这与发生在动物中的风险感知是同一种行为。在资源稳定且供应充足的情况下，个体的冒险行为较少。但是在资源经常变化时，个体常常会做出冒险行为，以提高未来成功的可能性。风险评估和决策为植物生活史的几乎每个阶段提供依据。从幼苗出土的那一刻起，植物就会评估它对光和养分的需求，并根据这些资源的可用性进行调整。因为植物会持续监测环境线索，所以它们可以迅速感知情况何时发生变化，并做出相应的短期或长期反应。科学家发现，植物对资源水平的时空变化非常敏感。值得注意的是，它们不仅能够辨别特定资源的浓度是否在变化，还能辨别出其变化得有多快（即梯度的陡度）。[7]对动态环境条件的反应会带来风险，但从长远来看，这样的策略将有利于生长和生存。[8] 植物根据环境条件和资源可用性评估自身在生长、繁殖或防御方面优先分配能量的潜在回报。挥发性有机化合物（VOCs）可以用作关于当前和未来状况的有效提示，从而帮助植物决定如何分配能量。正如我们在第2章中看到的那样，受到食草动物攻击的植物会释放挥发性有机化合物，向其他植物发出警示信号。但是收到信号的植物是否应该投入更多资源，去防御一场可能并不会发生的攻击？科学家对灌木蒿（sagebrush）进行了一项引人入胜的研究，发现与仅得到雨水的植株相比，那些拥有额外水分供应的植株更有可能对警告信号做出反应，也就是说拥有更多可用资源的植物更愿意将能量分配给防御。[9]在对豌豆植株进行的一项类似实验中，处于缺水威胁下的植物向无缺水威胁的邻居发出了警示危险的信号，这些信号最有可能是通过根系传播的。邻近植物以应激反应作为回应，可能是因为其预期即将发生干旱。[10] 冒险行为在资源多变或有限时尤其常见。植物可以通过重新分配资源（短期或长期）、寻找获取更多资源的方法、停止生长，或者（在最极端的情况下）确定环境不适宜继续生存来做出回应。例如，一株开花植物如果发现自己缺乏生存所需的足够阳光和养分，......