据科普中国消息，看了题目你是不是会问，植物又不能动，怎么能“打架”呢？

其实，把时间尺度略拉长一点的话，你会发现植物表现出的主动斗争性一点都不比动物差：它们为了**阳光抢占空间，通过精心布局遮蔽其他植物，直到把可利用的空‍间全部都填满。

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植物间暗戳戳的斗争

可以说，植物长出每一根枝杈和每一片叶子都是有“心机”的。它们的枝杈能在大方向上抢占空白区域，通过合理布局防止自己被遮蔽，而叶子还可以小范围**，通过**叶柄来使自己达到最大的向光程度。

常春油麻藤通过**叶柄**自己的叶子。‍图片来源：作者拍摄

你可能会在森林的冠层中看到过这种现象：树与树之间留有缝隙，仿佛彼此留有“情面”一样，但这种叫作林冠羞避的现象很可能也不是它们互相礼让，更可能是它们斗争过后留下的痕迹。‍

几颗树的枝杈互相侵扰彼此的空间后，它们虽然不直接出手“打架”，但冠层间的风会让它们“短兵相接”。就这样，经过**物理磨损后，才在冠层间留下了这默契的缝隙，给底层的植物留出了阳光。

林冠羞避现象。图片来源：**百科

在地下，植物的根系像动物搜寻食物一样行动，表现出觅食性，它们默默斗争，夺取地下的水分与营养元素，几乎寸土不让。根系如同植物的地上部分一般，默默拓展，提前抢占地下的空白区域。

根系的暗斗也让植物出现分化，让地下空间中的根也如地上部分一样出现分层，仿佛彼此礼让一般，但实际也是斗争后的结果。

地下根系结构。图片来源：The Turfgrass Group

植物甚至在地面上也会有提前“布局”。它们会通过落叶向地面“投毒”，这些叶片被分解后产生的化学物质能抑制其他植物萌发。

比如，你可能会见到核桃林下植物稀疏，这是因为核桃通过叶片向地面释放核桃酚，来阻止其他植物与自己抢夺资源，这种策略被称作化感作用。

化感作用导致林下无植物生长。图片来源：**百科

这些常见的斗争**显示出植物已经为争抢地盘与资源暗戳戳地彼此争斗了，但还没有像动物一样直接动手，这是因为植物的**性较差，不方便动手。但最新的研究发现，植物可以通过**性生长带来的变化直接“动手”。

02 植物中的“动手打架**”

比如生长于亚马孙的王莲（Victoria amazonica），它们莲如其名，霸主气质让人拍案叫绝。

在亚马孙，王莲要从河面冒出来的时候，河面可能已经被其他水生植物塞满了。对那些适应水面生境的植物来说，水面可是一个优越的所在，不缺阳光，能自由**。因此在生长季来临的时候，植物熙熙攘攘，水面的竞争如非洲草原一般激烈。

可惜的是，这些浮水植物的优胜只是一时的，王莲在叶子冒**面之前就已经在蓄力了。作为沉水植物，它们有根系扎在土壤之中为它们稳固身形，它们的叶子被叶柄托举**面时，王莲就已经做好**开战了。

亚马孙王莲叶片从水底冒出。图片来源：NikonClub Singapore

在水下时，王莲的叶芽已经完成分化，尽管到达水面时仍是一个芽，但它生长十分迅速，能快速地扩充。叶子不断长大的同时，向周围不停地伸展，王莲叶背的刺在生长和伸展时，还可以倾轧周围的植物。

王莲用叶背的刺倾轧其他植物。图片来源：Wordpress

如果用延时摄影展示王莲的生长**，它们叶子的一整套操作就能浮现出全貌。原来，在叶子未展开时，叶背的刺就会伸出来、卷曲着，起到保护芽点的作用。

随着叶片的生长扩张，叶片本身也开始在河面做回旋运动，以河底的根系为支点，以叶柄为半径，开始像套马杆一样绕圈。

其他植物对此毫无招架之力，叶子上的刺也得以清扫湖面，所向披靡，霸气程度不亚于非洲草原上的狮子王。

亚马孙王莲叶片利用横扫倾轧最后统治水面。图片来源：rove.me

03先“躺平”后动手的“心机”植物

王莲利用生长带来的力量主动出击，在河面上与其他水生植物抢地盘。无独有偶，一种生活在萨瓦纳草地**中的菊科小草——地胆草（Elephantopus elatus），也利用相同的策略在地面上展开了斗争。

它们看起来像是已经完全“躺平”了：叶子主要在地表，铺成莲座状，一点都没有要出头的意思。

它们冒出头的唯一时期是在繁殖季，花会**地表来，方便传粉、散布种子。其余时候，叶子就完全是“躺平”的状态，只在水平方向拓展。

地胆草的躺平姿态。图片来源：phytoimages.siu

在这种生长**下，它们很快就会被快速冒出来的草遮蔽掉。有意思的是，它们莲座状的叶子虽然没有办法在地表的垂直方向表现出竞争力，但它们可以“步步为营”。

它们的叶片在生长的时候，叶片边缘向内卷曲，像一个托盘倒扣在地面上一样，以此来**抓地力，这样叶片快速伸长的时候，就能把附近冒出来的草苗推开，不让自己的区域被遮蔽。这样一来，四散开来的地表叶就可以在地表抢地盘了。

科研人员从野外生境中移植了地胆草用于做实验，在它们叶子生长的方向上插了一根塑料管，塑料管上安装了微型的测力仪器。研究发现，通过在地上匍匐生长，地胆草用叶尖不停往前推，叶片平均能推出0.018N的力，最大时能达到0.2N。

地胆草叶片产生的推力大小范围。图片来源：参考文献，汉化：祝欢

尽管这些努力看起来似乎微不足道，但它们并不是蚍蜉撼树。它们面对的不是身躯庞大的巨人，而是刚刚冒出头的草类幼苗，它们要做的事情是把幼苗扼杀在摇篮里，防止它们长起来后再遮蔽自己。

地胆草产生的推力与推动的距离测量。图片来源：参考文献

科研人员除了测力外，还将黑麦草（Lolium perenne）的幼苗放置在地胆草的周围，他们发现地胆草产生的力足够推动甚至覆盖20株黑麦草的幼苗。

这不仅是地胆草**推动的作用，也有来自于体形上的**。面对未伸展的草幼苗，地胆草的叶片显得十分宽大，相当于用推土机去推一堆小草一样，并不需要花费多大的力气。

如果第一次并没有推动的话，地胆草还会从同样的基点发出第二波、第三波叶子，颇有些不达目的誓不罢休的豪迈感。

地胆草推动周围生长的黑麦草。图片来源：参考文献

对生活在季节性草地的地胆草来说，它的主动竞争策略是有针对性且有效的。在草类的生长季来临之时，这些草会从地下芽中迅速拔高，过不了多久，这些高草就能遮蔽地胆草，让其成为真正的无阳光可享的最底层。

萨瓦纳完全生长起来的草地。图片来源：Pinterest

但通过叶片的快速生长，研究人员估计，一株地胆草能保住自己0.1平方米的面积，这一块区域将在推力、体形压制的作用下无法产生遮蔽。这样的话，即使地胆草仍然在地表，但上层没有被占据，它也会是最顶层，享有充足的阳光。

地胆草叶片快速生长，产生推力。图片来源：参考文献

这个发现给植物的主动斗争研究切开了一个口子，我们周围有莲座状叶子的植物也不少，它们看起来似乎安安静静地待在地表，但也许它们其实也一直在暗下功夫。

我们不妨想象一下，当我们看到一片森林时，我们看到的也许只是植物斗争后的结果。

森林的垂直结构往往很明显，乔木在最上层，灌木次之，草本层在最下，藤本攀爬在其中，但如果我们仔细想想这个**的话，可能每一种植物占据自己位置的**也十分**、激烈。

也许，植物未来会有更多的主动“动手”的事件等着我们去发现。

参考文献：

[1]Sicangco, Camille K., et al. "Active space garnering by leaves of a rosette plant." Current Biology 32.8 (2022): R352-R353.

出品｜科普中国

作者｜廖鑫凤（中国科学院昆明植物研究所）

监制｜中国科普博览

选送单位：中国科学院计算机信息网络中心

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