麥克法倫《大地之下》:真菌和地衣創造世界也破壞世界。有什麼比那個更像超級英雄?

麥克法倫《大地之下》:真菌和地衣創造世界也破壞世界。有什麼比那個更像超級英雄?
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我們想讓你知道的是

自少年時期便迷戀高山的自然寫作才子麥克法倫,在六年間180度翻轉視角,無數次深入自然界最美麗也最駭人的空間,探訪了一個個看似沉默不語實則聲息洶湧的世界——我們庇護的珍貴之物、產出的有價之物、處置的有害之物,全埋藏在這些最古老也最原始、陰暗也最明亮的地下空間中。

文:羅伯特.麥克法倫(Robert MacFarlane)

四、下層植物(埃平森林,倫敦)

有時候——夠幸運的話,一生大概能有那麼一兩次會遭逢一些想法,其影響力之強大,足以動搖你所踏足的地面。

初次聽人談起「樹聯網」(wood wide web)時,我強忍淚水。那是十多年前的事。一個摯愛的朋友即將死去,他年紀太輕,病勢也太急。我去探望他,想著這就是最後一面。疼痛和藥物使他疲憊不堪。我們坐著聊天。我的朋友是森林人,生活與思想都與樹相共。他祖父的姓氏是伍德(Wood, 樹林)。他住在自建的木屋裡。這些年來他親手種植了好幾千棵樹。他曾在筆記本中寫道:「樹液在我血中流淌。」

那天我向他大聲朗讀一首對我們而言都很重要的詩。在佛洛斯特(Robert Frost)的詩作〈白樺〉中,攀上白樺的雪白枝幹既是迎向死亡,也是宣告新生。而後他告訴我最近讀到的樹際關係研究:若有一株樹木生病或是承受壓力,樹林會透過地下網路來分享養分,這網路將土壤中的樹根連結起來,有時並樹可以藉此療養而重獲健康。我朋友性情之慷慨由此可見——他是如此接近死亡,卻能夠全無嫉妒地談起這種治癒現象。

他沒有力氣告訴我這地下共享系統運作的細節——在人眼所不能見之處,樹木如何在土壤中向別的樹木伸出援手。埋藏入地的神祕網路將個別樹木納入森林社群,那畫面讓我難以忘懷,就此在我腦海中生根。隨著時間過去,我還會聽到其他人提及這個非比尋常的想法,那些個別的片段開始彼此連結,形成某種近乎理解的東西。


一九九○年代初期, 加拿大森林生態學家席瑪(Suzanne Simard)研究不列顛哥倫比亞省西北部一座溫帶採伐林的地下植物,發現了一種奇怪的相關性:當白樺樹幼苗在皆伐和追播植林中被除去,四周種植的花旗松幼苗也會恰好出現凋萎、早夭。

長久以來,林業人員認為除苗有其必要,如此才能避免白樺苗(屬於「雜草」)剝奪花旗松苗屬於「作物」)寶貴的土壤資源。但席瑪開始懷疑這種單純的競爭模式究竟正不正確。她覺得白樺很可能是在幫助而不是阻礙花旗松成長,因為白樺被移除後,花旗松的健康也受到影響。如果這種物種間的援助真的存在於樹木之間,其本質為何?個別的樹又要如何跨越森林空間而互助?

席瑪決定要解開這個謎題。她的首要任務是確認樹木之間是否存在著某種彼此連結的結構性基礎。她和同事利用精微的基因工具將森林地面剝離,窺看下層植物,也就是土壤的「黑盒子」,這個研究領域在生物學家當中是出了名的棘手。她們看到的是片蒼白且極端纖細的絲線,是真菌在土壤間伸出的「菌絲」。這些菌絲相互連結而形成網路,其範圍之龐大,結構之複雜,令人歎為觀止。席瑪所檢測的森林土壤中,每一立方公尺就含有長達數十公里的菌絲。

真菌對植物有害,是引發疾病並導致植物功能障礙的寄生蟲,這樣的看法存在已有數世紀之久。然而隨著席瑪展開研究,有愈來愈多人認為,某些常見的真菌和植物之間可能存在著微妙的互利共生關係。據了解,這些所謂的「菌根」真菌的菌絲不僅潛入土壤中,也在細胞層次上編入植物的根尖,因而創造出可能可供分子傳送訊息的介面。個別樹木的根也在這種編織中連結起來,形成繁複驚人的地下系統。

席瑪的調查證實,她研究的森林地面下確實存在著她所謂的「地下社群網路」,是將樹苗串連起來的「真菌物種的繁忙聚落」。她還發現真菌聯繫不同的物種,不只連結白樺與白樺,花旗松與花旗松,也連結花旗松和白樺及遠方,在許多植物之間形成非層級式的網路。

席瑪確定樹苗之間存在著聯絡結構,但菌絲網路只是共生的手段,其存在本身並不足以解釋白樺樹苗被皆伐時,花旗松樹苗何以搖搖欲墜,也無法解釋這種合作系統傳送了什麼東西(如果真有的話)等細節。席瑪的團隊於是設計了一個實驗,要來追蹤這個地下隱形格陣的生化活動。他們向花旗松注射放射性碳同位素,之後以質譜儀和閃爍計數器來追蹤碳同位素從一棵樹到另一棵樹的動向。

追蹤結果令人震驚。碳同位素並不會一直局限於注射的樹裡, 而是經由樹的維管束系統向下移動到根尖, 由此進入與其他樹木的根尖相連的真菌菌絲。一旦進入菌絲,碳同位素就沿著菌絲網路進入另一株樹的根尖,由此進入另一株樹的維管束系統。真菌在這過程當中吸取並代謝了一些沿著菌絲移動的光合作用產物,這就是真菌在共生系統中的獲益。

這證明了樹木可以透過菌根網路在彼此之間挪動資源。同位素追蹤結果也顯示了此種相互關係之複雜。有一項涵蓋三十平方公尺的研究顯示,範圍內的每棵樹都和真菌系統相連結,有些老樹木甚至與多達四十七株樹木相連。這結果也解開了白樺和花旗松共生的謎團:花旗松自白樺收到的光合碳多於自身所送出的碳,雖然違反直覺,但白樺皆伐後,花旗松幼苗所攝取的養分不增反減,最後導致花旗松凋敝而死。

席瑪將她的發現整理成一份摘要,大膽寫道,真菌和樹木「已然化二元為同一,從而創造了森林。」席瑪不再視樹木為彼此競爭的個體,而主張森林是一個「共工系統」,樹林在其中「交談」,創造出她稱為「森林智慧」的集體智能。有些較老的樹木甚至「餵養」被視為「親屬」的小樹,充任「母親」的角色。從席瑪研究的角度觀之,整個森林生態的形象都閃爍生光,與過去大不相同——從激烈的自由市場,轉變成更像社會主義系統的資源重分配社群。