A new study led by the University of Oxford has used a modeling approach to show that it is unlikely that plants would evolve to warn other plants of impending attack. Instead of using their communication networks to transmit warning signals, the findings
牛津大学领导的一项新研究使用了一种建模方法，表明植物不太可能进化来警告其他植物即将受到攻击。研究结果表明，植物更有可能“窃听”邻居，而不是使用它们的通信网络来传输警告信号。这项研究发表在本周的《美国国家科学院院刊》上
陆生植物可以连接到一个复杂的地下真菌网络，通常被称为“木材网”。“网络的出现是因为菌根真菌与植物根系形成共生伙伴关系，植物通过菌根真菌获得营养，真菌获得碳。已经证明，植物资源和信息可以通过菌根网络传播，并被其他个体使用。
先前的研究发现，如果一种植物受到食草动物或病原体的攻击，这通常会导致与同一真菌网络相连的其他植物上调其防御机制。然而，尚不清楚被食草动物攻击的植物是否通过这个网络主动发出信号，警告其他人激活防御。
植物之间的主动信号似乎与进化理论相矛盾，进化理论表明这种行为只有当它对信号的发送者和接收者都有好处时，它才会受到青睐。这给研究人员带来了一个难题——为什么被攻击的植物会发出信号警告它的邻居？
为了研究这一点，牛津大学领导的一个研究小组与阿姆斯特丹自由大学合作，使用数学模型研究了不同的假设条件。他们发现，很难找到植物会被进化选择来警告同伴即将受到攻击的情况。可能的原因是，植物与邻居争夺阳光和营养等资源，因此无法从帮助邻居的竞争对手中受益。事实上，研究结果表明，植物甚至可以发出不诚实的信号来伤害它们的邻居
主要作者Thomas Scott博士（牛津大学生物系）进行了数学分析，他说：“我们的结果表明，植物更有可能对邻居表现出欺骗性，而不是利他主义。例如，即使没有食草动物存在，植物也可能发出食草动物攻击正在发生的信号。植物可以从不诚实的信号中获益，因为它通过欺骗当地竞争对手投资昂贵的食草动物防御机制来伤害他们。”
新的发现挑战了植物表现出利他主义的观点，并表明我们需要考虑其他假设
新的数学模型发现，有两种可行的替代方案可以解释为什么当一种植物受到攻击时，邻近的植物会上调其防御机制。植物可能无法抑制发出被攻击的信号——即使它们不希望这些信息传递给邻居，也无法阻止。就像人类在尴尬时忍不住脸红一样
另一种可能性是真菌监测宿主植物，检测何时受到攻击，然后警告其网络中的其他植物。这种有趣的可能性在进化上是有意义的，因为真菌可以从帮助保护与它们交换资源的所有植物中获益
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斯科特博士补充道：“也许是真菌网络本身发出了警告信号。”。“菌根真菌依赖于其网络上的植物来获取碳水化合物，因此保持这些植物的良好状态非常重要。也许真菌正在监听它们的植物伴侣，检测何时受到攻击，并警告其他植物做好准备。”合著者Toby Kiers教授（阿姆斯特丹自由大学）和地下网络保护协会（SPUN）执行主任补充道，“毫无疑问，信息是传递的。生物体不断检测和处理有关其环境的信息。问题是植物是否在积极发送信号来警告彼此。也许就像八卦邻居一样，一种植物只是在窃听另一种植物。”