社會觀察

《尋找母樹》:森林從不孤獨,在地底下它們伸手、互助、對話

花旗松的幼樹在老樹的庇蔭下展開生命,跟老樹廣大的菌絲體結合,獲取它們的援助,直到自己長出足夠的針葉和根,能自立自強為止。 花旗松的幼樹在老樹的庇蔭下展開生命,跟老樹廣大的菌絲體結合,獲取它們的援助,直到自己長出足夠的針葉和根,能自立自強為止。 圖片來源:Wikipedia

我把車停到路肩,拉起手煞車,抓起背心,然後跑步越過集材道路。10點多的陽光從後面灑下來。我發出呼呼呼的聲音,警告可能埋伏在周圍的熊。

腎上腺素在我耳中鼓動。我找到我一直在尋找的林地:一塊從頭到尾覆蓋著各個年齡層的花旗松的山坡地。最老的大樹看上去有35米高,虯結的樹枝每隔幾年就會把種子灑到樹蔭下覆滿針葉和腐植質的苗床。種子就從這片遮蔭下萌芽。一群群幼苗和小樹彷彿學童聚集、散落在這裡,逃不過大樹老師的銳利目光。

我爬下碎石堆,停在一處岩石突起處喘口氣,再跳過一條水道。一片正好適合用來製作菌根網地圖的花旗松純林。我帶的第一個研究生布蘭登,2007年發表了他的碩士論文,證明鬚腹菌這種菌根菌,確實包覆了幾乎一半的花旗松根尖(其他部分則被另外60種真菌這裡一點、那裡一點占領),形成菌根架構的主要骨幹。年輕的樹同樣也被鬚腹菌盤據,這對我理解菌根網能否幫助花旗松幼樹在老樹樹冠下成長,非常重要。

圖為鬚腹菌。圖片來源:Wikipedia

此外,研究員已經為鬚腹菌DNA的關鍵片段定序,以區別不同的真菌個體。如此一來,我們便掌握了製作個別真菌株組成的樹木連結圖的關鍵元素。這件事還沒有在其他種類的真菌也存在的情況下完成過。這次的花旗松純林,是我探測真菌網範圍有多大的理想系統。根據我的猜測,花旗松幼樹可能利用老樹打造的真菌園地汲取養分。

鬚腹菌,讓整座森林連結在一起

河水旁的樹木比較濃密高壯,坡頂的較為瘦小稀疏。那裡的土壤比較乾,水從花崗岩圓丘往下流,就像雪橇滑下坡道。把高處乾燥林分的真菌網結構,跟低處潮濕林分的結構相比較,我就能看出水較稀少的高處真菌網是否更多、更密,對幼苗建立穩固的基礎是否也更加重要。在那裡,幼苗能不能活下來,或許取決於它們是否能利用飽含水分的菌絲體,而這些水分則是由深入花崗岩裂縫的老樹主根從土壤中吸上來的。比起潮濕的林地,在土壤乾燥的地方,依附老樹的菌絲體網路對幼苗更顯迫切,既能幫助它們解渴,也能幫助它們站穩腳跟。

我查看取出的木芯樣本,每10年用鉛筆做一個記號,慢慢計算它的年紀。這棵老樹已經282歲了。我繼續從這棵老樹周圍12棵不同高度和樹圍的樹,取出木芯樣本,它們的年齡從5歲到幾百歲都有。我用拇指摸摸鏟刀尖端,確定它夠利,然後沿著老樹底下的厚根施力,直到它漸漸變成跟指頭一樣細才剷開土壤,尋找鏽褐色的塊菌,即鬚腹菌長在地下、坑坑疤疤的蕈菇。鏟刀穿過枯枝落葉層和發酵層,劃開腐植土,露出底下緊密的礦質顆粒。稀疏的腐植質和風化的泥土在此停住,樹根和菌根則從這裡搜尋養分。

半個小時後,終於讓我挖到一個法式巧克力蛋糕大小的塊菌。它剛好躲在腐植層和礦質層中間,我刮掉有機土屑,看見一束黑色菌絲從塊菌一端延伸到老樹根部。有個根尖看起來特別熱情,我輕輕拉扯它,像在拉扯衣服縫邊的脫線。只見一手之遙的一株幼苗輕輕晃動。我更用力拉扯,幼苗往後仰,彷彿在抵抗。我看看老樹,再看看樹蔭下的幼苗。真菌把老樹和小樹苗連在一起。

我追蹤老樹的另一條根,又陸續找到兩個塊菌。循著每個塊菌的多肉黑色長鬚,我追蹤到不同年齡的幼苗和幼樹根鬚。菌根架構隨著每一次的發現,在我面前展開:這棵老樹跟圍繞著它再生的的每株幼樹相連。

我的另一個研究生凱文之後會再回來這裡,為幾乎每一個鬚腹菌塊菌和樹木做DNA定序,進而發現這裡大部分的樹,都藉由鬚腹菌菌絲體相連,而最大、最老的樹幾乎跟附近所有較年輕的樹木相連。一棵樹連結了其他47棵樹,有些距離20公尺遠,一棵連著下一棵。整座森林都連在一起—單單藉由鬚腹菌。我們在2010年發表了這些發現,之後又在兩篇論文中發表更多細節。如果能畫出其他60種真菌如何跟花旗松相連,我們肯定會發現一片結構更厚實、層次更豐富、織法更精細的菌絲織錦。

老樹跟圍繞著它再生的的每株幼樹相連,底下是一片結構更厚實、層次更豐富、織法更精細的菌絲織錦。圖片來源:Shutterstock

老樹像母親般,幫助小樹站穩腳跟

我繼續在林木間穿梭,躲在樹皮很厚的老樹樹冠下,大步跨過雜草叢生且布滿幼苗的空隙,穿過叢叢細長的幼樹。我的研究生收集的數據在我腦中,像在一部計算機中轉來轉去。這些幼樹在老樹的庇蔭下展開生命,跟老樹廣大的菌絲體結合,獲取它們的援助,直到自己長出足夠的針葉和根,能自立自強為止。

地下網路能夠解釋,幼苗為什麼能在樹蔭下存活多年,甚至數十年。老熟林之所以能自我更新,是因為父母樹幫助小樹站穩腳跟。最後,年輕的樹會接下傳承任務,向其他需要幫助的小樹伸出援手。

森林就像網路,也就是全球資訊網(World Wide Web),只是原本由電線或無線電波相連的電腦,變成藉由菌根菌相連的樹木。森林就像許多中心和衛星組成的系統,最大的樹有如最大的通信樞紐,較小的樹是較不繁忙的節點,訊息在真菌網中來回傳輸。1997年我的文章在《自然》發表時,雜誌社就稱之為「Wood Wide Web」(樹聯網),後來發現這個名稱比我想像的還有先見之明。當初我只知道,白樺和花旗松透過菌根織出的簡單網路來回傳送碳,現在這座森林讓我看到了更完整的全貌。老樹和幼樹是中樞和節點,藉由菌根菌連成複雜的網路,促進整座森林的再生。

我用生長錐為圓丘上的幾棵老樹取了木芯樣本。最老的有302歲,最小的是227歲。最大、最老的樹是森林裡的長老,樹皮很厚,身上的火燒痕跡比底下潮濕區域的樹木更明顯,因為這裡較熱、較乾,容易引來閃電。這也說明了樹齡為什麼差距那麼大。

我用鏟刀把土刮開。跟溪流旁的老樹一樣,坡頂這些樹底下也有塊菌和根瘤(包在真菌環裡的成簇菌根),金黃色的菌絲像流星放射出去。這裡的樹和真菌也在緊密的網路中相連。跟底下的樹比起來,土壤較乾燥、樹木壓力較大的區域,連結甚至更緊密。這說得通!在坡頂這裡,樹對菌根菌的投資更多,因為它們更需要獲得回報。

我靠著最老的樹,至少有25米高,枝幹有如鯨魚的肋骨。幼苗沿著老樹的北邊滴水線(即樹冠邊緣)生長,排成月牙形,針葉像蜘蛛腳一樣展開。我用刀子挖出其中一株,只見菌絲從根尖垂下。這些小幼苗跟老樹在網路中互相連結,獲取足夠的水分,捱過夏天最乾燥的時候。我跟學生早已發現,深根性樹木晚上會利用液壓提升作用把水帶到土表,幫助群落在乾旱延長時保持完整。

一旦幼苗根和菌根延伸到黃褐色細孔組成的迷宮,即水貼著土粒形成的薄膜,它們就能反敗為勝,立下根基。這種不再受限的根系,比長在苗圃的泡棉育苗穴盤裡的根系強壯,後者是為了人造林而培育的,水分和養分樣樣不缺,也就無法且不需要長出合適的根,與真菌合作,一起跟土壤建立連結。它們的粗厚針葉在8月豔陽下需要大量的水,但根部還是像被拘禁一樣伸展不開,無法在乾燥的土壤乾裂時觸及老樹。

我坐下來,靠在老樹上。這棵老樹透過菌根網,養育排成月牙形的幼苗,小樹的針葉在午後的氣流中顫動。老樹就是森林裡的母親。森林裡的中樞就是母樹。對我來說,那就像母親做的事。老樹照顧小樹。沒錯,就是這樣。母樹。母樹把森林連成一體。

老樹和幼樹是中樞和節點,藉由菌根菌連成複雜的網路,促進整座森林的再生。圖片來源:Shutterstock

母樹橫跨數百年的生命,讓整座森林有所依靠

這棵母樹是幼苗和小樹依靠的中心樞紐,不同種類、顏色和重量的真菌伸出菌絲,將它們連在一起,一層層納進一個複雜而強韌的網路裡。我拿出鉛筆和筆記本畫了一張圖:母樹、小樹、幼苗。線條在三者之間交織,從中浮現一個類似神經網路的圖案,就像人類大腦的神經元,有些神經節點的連結比其他節點多。

假如菌根網跟神經網路如出一轍,那麼在樹木間移動的分子就像神經傳導物質。在樹木之間傳送的信號,可能跟在神經元之間傳遞的電化學脈衝一樣鮮明;拜這種腦化學之賜,我們才得以思考和溝通。樹木能夠感知鄰近的樹木,有沒有可能就跟我們能感知自己的想法和心情一樣?更有甚者,樹木之間的社會互動對其共同現實的影響,是不是就像兩個人之間的對話溝通?樹覺察的速度跟我們一樣快嗎?它們可以跟我們一樣,根據傳遞的信號和彼此的互動來判斷、調整和調節嗎?

菌根網跟神經網路實際上有多相似?網路的形態,還有分子在網路節點之間傳送,確實可能很相似。但突觸的存在呢?那對神經網絡中的信號傳遞,不是不可或缺嗎?這對樹能否偵測到鄰近樹木是健康或正承受壓力,可能也很重要。就像神經傳導物質在我們腦中跨過突觸間隙,把信號從一個神經元傳到另一個神經元,菌根中的信號也可能跨過真菌和植物膜之間的突觸,散播開來。

訊息有可能在菌根網中跨越突觸傳送,就像在我們腦中一樣嗎?我們已經知道胺基酸、水、荷爾蒙、防禦信號、相剋化合物(毒物)和其他代謝物,能跨越真菌和植物膜之間的突觸。任何經由菌根網從另一棵樹送來的分子,可能也穿過了突觸。

或許我就快要有重大發現:神經網路和菌根網都經由突觸傳送訊息分子。分子不只透過相鄰植物細胞的穿越壁,和背對背的真菌細胞的尾端孔隙傳送,也經由不同植物根或菌根頂端的突觸傳送。化學物質被釋放到這些突觸中,之後訊息想必沿著電化學的供源-積儲梯度,從菌根尖傳送到下一個菌根尖,類似於神經系統的運作方式。在我看來,同樣的基本程序在菌根網中發生,就像在人類的神經網路中一樣。因為這樣的神經網路,我們才會在解決問題時靈機一動,做出重大的決定,跟人建立關係。或許這兩種網路都會產生連結、交流和凝聚力。

從母樹分支出去的粗厚而複雜的菌索,想必能有效傳輸大量訊息給新生幼苗。擴散蔓延的細微菌絲體,也能幫助新苗自我調整,適應迫切而快速的需求,例如在特別熱的天氣找到新水源。積極、主動、靈活地提供生長植物所需。

母樹一消失,森林頓失所依。但是過幾年等幼苗長成小樹,新森林會慢慢重整出新網路。然而,少了母樹的提攜,新森林網路可能再也不會恢復原貌。尤其皆伐範圍愈來愈廣,再加上氣候變遷的影響,樹木本身內含的碳和另一半儲存在土壤、菌絲體和根部裡的碳,或許都將消失得無影無蹤,進而導致氣候變遷更加惡化。接下來該怎麼辦?這難道不是我們生活中最重要的問題嗎?

我走到一棵有如堡壘的龐然大樹前,樹枝厚重得垂至地面,相當於一棵樹的大小。跟鄰居相比,它的大小和年齡都很驚人,看起來像是所有母樹的母親。林務員稱之為「狼樹」──遠比其他樹更老、更大的樹,樹冠也更寬,歷經災厄獨自存活下來。捱過幾百年來不知摧毀多少樹木的地下火。

我繞過幾簇幼苗,走到樹冠邊緣,撿起一個可能被松鼠咬過的毬果,苞片上布滿白色孢子。它的生命從蘇斯瓦族開始照顧這片土地,即已展開,當時歐洲人還沒登陸,原住民固定放火為獵物打造棲息地,或刺激珍貴的原生植物生長,或開路以便跟鄰族交易。但他們會控制燃料,所以火勢從來不會大到把它的厚樹皮燒光光。我相信,如果取出它的木芯樣本,年輪上應該約每20年就有焦痕,像斑馬的條紋。我被它的韌性、它橫跨數百年的生命節奏所震撼。這是能不能存活的問題,不是選擇,也不是自我放任。光線映照在它的樹皮上,一閃一閃。太陽逐漸西沉。光芒萬丈。

我回到小徑上,轉過最後一個彎,提醒自己要盡快發表我對母樹的看法。


好書推薦:

書名:尋找母樹:樹聯網的祕密
作者:蘇珊.希瑪爾(Suzanne Simard)
譯者:謝佩妏
出版:大塊文化
出版日期:2022/04

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