永远不要低估树木的智慧

利维坦按：

首先，植物之间会彼此交谈吗？如果你将释放化学物质来交换彼此信息视作交流/交谈的话，那么植物毫无疑问是会说话的。植物释放出的化学物质，行话叫“生物合成的挥发性有机化合物”（Biogenic volatile organic compounds，BVOCs）。这些挥发性有机物既是植物的主要次生代谢产物，也是植物与植物、植物与其他有机体之间传递信号的媒介。当然，科学不接受拟人的修辞。比如，“金合欢

知道长颈鹿在啃食它的树叶”，这个“知道”让这个句子带有了浓厚的主观感知/体验的色彩——这让有些植物学家不能接受。在他们看来，树木乃至植物并不具备任何意图/意识，它们的行为都只是自然选择的结果。或许，未来调和这两种观点的着眼点在于，我们该适时调整、更新我们对于感知、交流乃至智慧的定义了。

想象一片森林：人们会注意到树干，当然，还有树冠。如果几条树根巧妙地从土壤和落叶间蜿蜒出现，人们也会注意到它们，但人们很少会想到纵横蔓延的整片根系——它像地上的树枝一样，延伸得既深又广——除了稀稀拉拉的几簇蘑菇，真菌根本不为人所注意；那些蘑菇被孤立地看待，而不是被当作与根系交织在一起的巨大地下网络的结实末梢。地下的世界和地上的世界一样丰富多彩。

在过去的20年里，加拿大不列颠哥伦比亚大学森林与保护系的教授苏珊娜·西马德（Suzanne Simard）一直在研究这个不为人知的地下世界。她擅长的领域是菌根：真菌和根系的共生结合长期以来都被认为有助于植物从土壤中吸收养分。

西马德完成了一系列具有里程碑意义的实验，描述了碳在纸桦和花旗松之间的流动方式，从这组实验开始，她发现菌根不仅将树木与土地连接起来，而且还让树木彼此相连。

西马德进一步展示了由菌根连接的树木是如何形成网络的：她称之为母树的数个个体位于群落的中心，这些个体间又彼此相连，在一个字面意义上搏动的网络中交换营养物质和水分，这个网络不仅包含树木，还涵盖了整个森林的生命。这些见解对我们理解森林生态学有着深远的影响——但这仅仅是个开始。

树语者：“我认为我们对待植物的态度太功利了，我们无休止地滥用它们。我认为这是因为我们的视线都被蒙蔽了。我们没在观察。”森林生态学家苏珊娜·西马德如是说。

西马德所描述的不仅仅是营养流动，而是沟通交流。她和其他研究植物根系、化学信号、甚至是植物声音的科学家们，已经把对植物的研究推向了智能领域。与其说它们是生物自动机，不如说它们是拥有一定能力的生物，在动物身上，这种能力会被轻易认为是学习能力、记忆力、决策能力甚至是能动性。

这可能很难让人理解。植物不应该是聪明的，至少不符合西方思想传统的标准。还有一种情况是，尽管这些行为确实非同寻常，但它们和人们通常对学习、记忆和交流的定义并不十分相符。也许，试图根据我们自己的狭隘观念来定义植物的行为有一定风险，可能会掩盖它们智慧的独特之处。

这是一场内容丰富、引人入胜的争论，如果没有更多的研究，这个问题无法得出答案。而且，研究应该以开放的心态进行，需要考虑植物拥有思想的可能性。西马德在不列颠哥伦比亚大学的办公室与《鹦鹉螺》杂志（Nautilus）就她的研究领域进行了探讨。

N：首先，你能给我讲讲查尔斯·达尔文和弗朗西斯·达尔文的“根脑假说”（root brain hypothesis）吗？

苏珊娜·西马德：在一段生长的根尖后面是一束正在分化的细胞。达尔文认为这些细胞决定了根会往哪里生长和觅食。他认为植物的行为基本上是由这些细胞中所发生的一切决定的。

我和其他人一直在做的工作——观察植物的亲属关系，观察它们如何识别彼此和交流——就和根有关。只不过，现在我们比达尔文了解的更多；我们知道除了少数几个科，所有的植物都是菌根植物：它们的根的行为是由共生关系支配的。

决定了根的行为的，不仅仅是植物根尖的那些细胞，还有它们与真菌的相互作用。达尔文说到点子上了。他只是没看到全局。我开始认为，根系和连接这些根系的菌根网络设计得就像神经网络，行为也像神经网络，而神经网络是我们大脑中的智慧之种。

N：你曾写道，神经网络之所以如此特殊，是因为它们具有无尺度的特性，这也是植物网络所共有的。无尺度是什么意思？它为何如此重要？

苏：所有的网络都有连结和节点。在森林这个例子中，树木是节点，真菌的联结是连结。无尺度意味着有一些大节点和许多小节点。森林确实如此，它用很多不同的方式体现出这点：森林里有一些大树，还有很多小树。有一些大片的原始森林，还有更多的小片森林。这种无尺度现象在各级规模上发生。

在森林受到攻击时，你能闻到它的防御化学反应。有些物质被释放出来，植物和动物感知到它，并改变自己的行为。

N：在单个根系的内部相互作用中，你是否也能在单棵树木的层次上观察到无尺度网络？

苏：我还没有对此真正测量过，但是你可以观察到很多东西。例如，根的大小。有一些粗大的根支撑着越来越细的根。我猜它们遵循同样的模式。

N：是什么让这种结构如此特别？

苏：系统之所以朝着这些模式进化，是因为它们高效且适应性强。如果我们想一想我提及过的森林，以及我所描述的网络，就会明白，这种设计对于在树木之间传递资源及相互作用是非常有效的。在我们的大脑中，无尺度网络也是我们传递神经递质的一种有效方式。

N：树木之间和树木内部的网络与我们大脑中的网络具有相似的属性，这一点从根本上令人震惊。就我们的大脑而言，我们知道是由某种与大脑网络结构有关的事物产生了认知。能否就植物认知给我们举一些例子？

苏：你如何定义认知？我这么问是因为有一群科学家说我们不应该用这个词，因为它有很多层含义。

N：如果我用“智能”（intelligence）这个词会不会更好？

苏：我曾在写作中使用过“智能”这个词，因为我认为从科学上讲，我们把智力归因于某些特定的结构和功能。当我们解剖植物、剖析森林并观察这些结构和功能时——它有神经网络吗？它存在交流吗？它是否有对信息的感知和接收？你会根据自己的感知改变自己的行为吗？你有记忆能力吗？你有学习能力吗？如果你在过去的经历有所不同，会让你现在的行为发生变化吗？——这些都是智能的标志。植物的确拥有智能。他们具有一切的结构和功能。他们有行为。

N：另一个可能变得难以捉摸的词是“交流”（communication）。我把交流定义为任何信息的交换。这个词是一把非常大的“伞”；它可以应用于，比如说，浆果色彩和鸟类口味的共同进化，因此随着时间的推移，浆果的颜色变得对鸟类更具吸引力，并与浆果所含有的营养成分产生关联。这就是交流——但我们认为这不同于松鼠在老鹰靠近时发出的警告声，也不同于你我现在正在进行的对话。植物交流属于这道交流光谱的哪个部分？

苏：它就在那儿。我们是自己所创造的西方科学的囚徒；原住民早就知道植物会相互交流。但即使在西方科学中，我们也能明白这点，因为在森林受到攻击时，你能闻到它的防御化学反应。有些物质被释放出来，植物和动物感知到它，并随之改变自己的行为。

通过对这种现象进行科学研究，我们意识到这些植物和我们一样在交流。这不仅仅是声音层面的交流——尽管甚至有人测量了树木的声响，发现有很多声音是我们听不到的，这可能是他们交流的一部分。但我不知道这项研究究竟走了多远。在我自己的研究中，我观察化学反应层面的对话。

N：但当你我交流的时候，不管是通过声音还是气味，参与其中的仍然是拥有世界的心智模型的个体。它是有意识的个体之间的对话，而不是在没有意识到信息交换的情况下进行的信息交换。植物之间是否存在这种类型的交流？我并不是要加深某种等级秩序，认为一种交流方式比另一种更好，而是想要理解其中的区别。

苏：我认为你想知道的是它是否有目的性。

N：不仅是目的，还有接收和指引这个目标的某个核心。现在，在动物智能的世界里，一些哲学家在探讨前反思的自我意识。这个观点认为，有一个连贯的自我意识，一个意识到你就是你的意识，所有的动物都拥有这种意识，因为他们有感知能力和一定的记忆能力。一旦有了感知和记忆，就有了自我。你认为植物是否拥有一个进行这些交流的自我？

苏：这些都是很好的问题。也许我们所拥有的最佳证据——而且要记住，科学家观察人类和动物的时间要比观察植物的时间长得多——是树木和幼苗之间的亲缘识别。那些老树能分辨出哪些幼苗是长自它们自己的种子。

我们还没完全明白它们是如何做到这一点的，但我们知道在与这些特定树木相关联的真菌之间存在着非常复杂的活动。我们知道这些老树正通过改变自己的行为，来给自己的亲属幼苗带来好处。随后，这些幼苗以复杂的方式给出反应，要么长得更好，要么产生更好的化学反应。如果一棵老树的幼苗在不适合生长的地方生了根，它甚至会杀死自己的后代。

当你用力击断一株植物的顶部时，它会产生巨大的反应。一个不友好的反应。这是一种情绪反应吗？

N：刚才那个例子——母树在条件不利于生长时杀死了她的后代——触及到了我试图解释的内容。母树知道她在做什么吗？她是做出了选择吗？母树是否能够选择养育或放弃后代，又是否能在某种程度上意识到自己的选择？

苏：我们做了我们称之为选择实验的实验。我们有一棵母树，一棵亲属树苗，和一棵陌生的树苗。母树可以选择养育哪棵树。我们发现，她会供养自己的亲缘树苗而不是陌生树苗。另一个实验中，母树生病了，它同时为陌生树苗和亲属树苗提供资源。这个实验里双方也存在差异。当她病得奄奄一息时，她为她的亲属提供了更多的养分。

我们做了很多实验，通过改变光照、氮气或水的浓度，来调节供体（母树）与受体（幼苗）的健康状况。他们各自所处的状态是很重要的；他们可以相互感知，而那些决定是根据双方的状态做出的。如果我们抑制受体幼苗的健康状态，母树会比我们不抑制时提供更多的资源。

我们主要关注单向的情况，而非双向的情况。操纵和测量大型的老树是很困难的；老树的庞大尺寸和它们的反应方式限制了我们，我们还没想好该如何掌控它们然后测量它们的反应，因为和这些反应相伴而来的一系列作用更加庞然而无章，使得这些反应被稀释了。但我认为我们还是应该做这些实验——要说它不是双向的感知，似乎有些疯狂。

N：母树有那些幼苗的心理图像吗？当然，心理图像是一个针对动物特有的概念。但不管表现形式是怎么样的，它是否有某种内在的建构？母树对幼苗的记忆是否就像，比如讲，我对我家猫的记忆？我现在能想起我的猫，即使它在另一个房间里，不是因为我能感知到它，而是因为我有一种心理建构。

苏：你可以瞧瞧树的年轮。与幼苗的相互作用会影响母树的生长速率；它们会影响水分和养分的吸收量。人们可以对年轮进行重构，然后说，“哦，这棵树邻居在这一年、这个地方死了。这棵树不再接收养分。”他们甚至可以对树干特定部分的反应进行划分。不同的植物有不同的能力做到这一点，但所有树木都通过年轮来承载记忆。针叶树针叶的化学成分中也含有这些记忆。例如，一棵常青树的针叶可以在树上留存5到10年。

我们知道老树会通过改变自己的行为，来给自己的亲属幼苗带来好处。如果一棵老树的幼苗在不适合生长的地方生了根，它甚至会杀死自己的后代。

N：在动物智能的研究中，长期以来一直强调非情绪和非情感的认知形式，可以说，时至今日这种强调仍然存在。如今，越来越多的研究人员也在研究情绪，并意识到如记忆、解决问题和推理等其他认知形式是与情绪彼此交织的。

苏：如果你不考虑我们情绪背后的神经生理机制，那么解决问题的能力和推理能力就无法产生。有关植物，我所读到的研究大多数都是关于它们的所谓“非情绪一面”。植物也有情绪吗？

我希望我能更多地了解情绪和情感学习。话虽如此，假设你有一组植物，对其中之一施加压力，它会产生很大的反应。植物学家能够测量它们的血清素反应。它们有血清素。它们还含有谷氨酸，谷氨酸是我们自身拥有的神经递质之一。在植物中有大量的这种物质。它们立刻就产生了这些反应。如果我们剪掉它们的叶子，或者在它们身上放一堆虫子，这一切神经化学机理都会发生变化。它们开始以极快的速度向自己的邻居传递信息。

这是一种情绪反应吗？我想是的。但是我能听到我身为植物学家的那一面说，“那不是情绪，那只是一种反应。”但是我认为我们可以把它们相提并论。这又回到了语言的问题上，回到了我们如何运用这种语言来观察植物的这些反应的问题上。

我认为架起这座沟通桥梁是很重要的，只有这样人们才会意识到，当你用力击断一株植物的顶部时，它会产生巨大的反应。一个不友好的反应。这是一种情绪反应吗？它肯定是在试图自救。它发生上调【upregulate，未查到通行译法】。它的基因会作出反应，开始产生这些化学物质。这和我们突然产生大量去甲肾上腺素有什么不同？

N：是不是因为我们对智能的概念来自于人类和动物，所以我们错过了植物中的某些事物？可能有很多我们甚至无法用语言形容的存在方式。

苏：我想是的。我认为我们对待植物的态度太功利了，我们无休止地滥用它们。我认为这是因为我们的视线都被蒙蔽了。我们没在观察。我们只是假设它们是没有情绪的良性生物。没有智慧。它们的行为和我们不同，因此我们就这么将它屏蔽在外。

我要说的另一件事情是，我发现了地下的这些网络，我发现树木是如何通过这些真菌网络彼此连接、互相交流的。但是，如果你回头去听海岸萨利希族（Coast Salish）和北美西海岸原住民的早期教义，会发现他们早就知道这点。它存在于文字和口传历史中。

母树的概念早已存在。真菌网络，这个维持整片森林健康和活力的地下网络的概念也早就存在。他们早就知道这些植物相互作用，相互交流。他们过去常把树木叫做树人。草莓则是草莓人。西方科学曾短暂地切断了这条认知途径，但现在我们又重回这一进程。

N：还有什么可能的其他关系？给予意味着什么？对植物世界感同身受又意味着什么？

苏：有两个词直接出现在我的脑海里。其中之一就是责任。我认为现代社会并没有感受到对植物世界的责任。所以，其中一点是要做一个负责任的看管员。同时，我们也要通过与那些树木、那些植物进行恭敬的互动来重新赢得尊重。

如果你曾经读过罗宾·沃尔·基默勒（Robin Wall Kimmerer）的《编香草》（Braiding Sweetgrass），她在其中谈到，自己进入森林采摘一些植物入药或当作食物时使用的方式：她会询问植物。这叫做恭敬的采收。这不仅仅是“哦，我要问植物我是否可以采摘它，如果它说不，我就不收。”它打量、观察，并尊重这些植物的生存状况。我认为这就是负责任的关系——不仅仅是对植物负责，也是对我们自己、对我们的先人前辈和子孙后代负责。

我认为对于这项树木研究，对于它们如何联结和交流的研究，人们是能够轻易理解的。我们天然地就能理解它。我认为重新学习它对我们来说并不难。

布兰登·凯姆（Brandon Keim）是自然和科学方面的自由撰稿人。他著有《矶鹞之眼：来自生者世界的故事》（The Eye of the Sandpiper: Stories from the Living World The Eye of the Sandpiper: Stories from the Living World）和《与邻居见面》（Meet the Neighbors），这两本书即将由W. W. 诺顿出版社出版。书中探讨了将野生动物视作人类的含义——以及对于自然的未来的意义。

文/Brandon Keim

译/苦山

校对/兔子的凌波微步

原文/nautil.us/issue/77/underworlds/never-underestimate-the-intelligence-of-trees

本文基于创作共同协议（BY-NC），由苦山在利维坦发布

文章仅为作者观点，未必代表利维坦立场