一块本该扔进垃圾桶的培养皿,让研究者多看了一眼。
那是在奥地利的一间实验室里。中国西北农林科技大学的生物学家张余周(Yuzhou Zhang)当时正在研究植物的根怎样感知重力,他培养幼苗用的琼脂平板,有一块被空气里飘来的微生物污染了,长了一片霉斑。
实验算是废了。可就在扔掉之前,他注意到一件怪事:平板上几乎每一条根,都拐了个弯,朝着远离霉斑的方向长。
整整齐齐,像约好了一样。张余周说,这种一致性让他立刻怀疑,这恐怕不是随机的反应。
植物其实一直在动。根往下扎、茎往光的方向弯,遇到水会靠过去,遇到盐会躲开,这些由外界刺激引发的定向生长,生物学上叫作向性。对一个没法挪窝的生物来说,往哪个方向长,几乎就决定了它能不能活下去。
那块发霉的平板暗示了一种此前从没被描述过的向性:根会主动避开腐烂的东西。
张余周的团队决定把它当真。他们选了植物研究里最常用的模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana),把幼苗种进容器里,在一部分容器中埋进一小块一小块烂掉的苹果。结果,根长到烂苹果跟前就拐弯绕开,而没有烂苹果的对照组,根笔直地一路长过去。
换成番茄和小麦,根同样绕着走。
换成腐烂的动物组织,根就无动于衷了,该怎么长还怎么长。植物的根只躲腐烂的植物组织。
团队把这种现象命名为“避腐性”(saprotropism),相关论文发表在《科学》(Science)上。他们推测,这个反应可能帮植物避开病原体。烂掉的植物组织里往往聚集着能感染植物的微生物,而烂肉里的微生物,对植物来说大多构不成威胁。这就像动物闻到馊味会躲开坏掉的食物,植物也有自己的一套闻味办法。
这套办法的底层机制,和教科书上讲的向性不太一样。
植物弯腰的经典原理,靠的是一种叫生长素的激素。激素是植物体内传递信号的化学物质,生长素在茎或根里分布不均,一侧多一侧少,两侧生长速度就不同,植物就弯向了某个方向。向重力和向光,用的都是这一套。几十年来,生长素几乎是植物转向的代名词。
避腐性走的却是另一条路。张余周说,它不遵循经典机制。研究发现,植物组织腐烂时会让周围环境变酸,这种酸化形成的化学梯度,和动物组织腐烂时的不一样。根碰到这片变酸的区域,另一种激素脱落酸会在朝向腐烂物的那一侧堆积起来,促使根朝相反方向生长,于是根就掉头往另一边长了。
美国俄亥俄卫斯理大学的植物生物学家克里斯·沃尔弗顿(Chris Wolverton)没有参与这项研究,他认为这项工作的覆盖面令人印象深刻,但信号机制里还有大量空白有待填补。
其中一个问题相当实际:植物组织从腐烂到变成滋养植物的肥料,中间有一个过程。根到底是在哪个节点上,从躲着走变成迎上去的?
张余周的团队打算在后续研究里回答这些问题。而这一切的起点,只是有人在倒掉一块发霉的平板之前,多看了一眼。
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图为用树枝和绿叶勾勒出的骷髅轮廓,中间围着一株黑色的小幼苗,图源:Thomas Fuchs
信源:Thompson, Joanna. "Plants Move to Get Away from Their Decaying Brethren." Scientific American, edited by Sarah Lewin Frasier, 17 Oct. 2026
