其实，地球上也有一个阿凡达世界

《阿凡达：水之道》

《阿凡达：水之道》终于上映，我们又一次回到了那个神秘绚烂的潘多拉星球上。

电影中，不管是人与动物、植物之间，甚至是植物之间都存在着各类神秘又令人讶异的联系。

这样的惊奇并非凭空想象，其实在地球上同样存在。

今天要跟大家聊的一本书，《森林之歌》，它的英文名是Finding the Mother Tree: Discovering the Wisdom of the Forest ，直译“寻找母亲树：发现森林的智慧”。

看完以后你会发现，不仅原来树木的存在堪比神明爱娃，而作者苏珊娜·西玛德多年的研究和人生经历，也堪比坚毅、勇敢、果敢的奈特利。

作者 | 欧阳婷

来源 | 看理想节目《遇见自然：无限人生书单第七季》

01.

阿凡达世界，其实在地球上存在

还记得电影《阿凡达》里，在遥远的潘多拉星球，纳威人部落里的那棵“家园树”吗？作为部落精神归宿的象征，这棵巨大的树的构想，它也正是来自于“母亲树”这个概念。可以说，《阿凡达》虽然是科幻片，但“家园树”那种“树木之间有交流”，也不完全是科幻，一些科学研究已经有所涉及。

苏珊娜·西玛德有一个TED演讲，就是讲“树木之间是怎样互相交流的”，在这个视频里，她用非常精练的语言，讲了她是怎样用了30多年时间，一步一步地探索出了这个森林地下系统的奥秘的。

先简单讲讲，苏珊娜·西玛德都有哪些研究发现，树木之间的秘密又到底是什么。

西玛德发现，森林里的树木通过地下管道系统的连接，也就是一个复杂的真菌网络，是能够来回传递信息的。这个网络遍及整个森林地面，它以树木为节点，以真菌为链路，将所有的树都连接到了一起。

更令人震惊的是，真菌与再生幼树之间的联系，是源于那些最大、最古老的树木，也就是母亲树，它起到了非常关键的作用，并且，母亲树还连接着它们周围所有的树木，母亲树就像是一个中心枢纽，这就是一个“树维网”。森林是有洞察力的，这是森林自古就有的复杂的机制和智慧。

《阿凡达》

而再进一步说，这个森林生态系统与我们人类的社会非常相似，它们有类似于人类的行为，也像我们文明社会一样在运转。这个生态系统也建立在各种关系之上，关系越牢固，系统的适应性就越强。而生物多样性的凝聚力，可以帮助森林利用稀缺资源繁荣生长。这个系统有自我管理的能力，也有智能的要素。

这听上去是不是有点超出我们的经验，又很像是《阿凡达》了？但是，这些确实是西玛德经过谨慎、科学的探索研究，通过了同行评审，也在权威期刊上发表了大量成果的严谨科学。而她自己，也觉得在做了一辈子的“森林侦探”之后，对森林的看法发生了颠覆性的改变。

现在已有的科学证据，已经清楚明白地告诉了我们，树木连成一片，为的是智慧和感知，以及治愈能力。认识到森林生态系统像人类社会一样有着智能要素，有助于我们抛弃那些陈旧的观念。也就是说，森林里不仅仅有竞争关系，也有合作关系。

02.

与树木为伴，与泥土为邻

《森林之歌》这本书的信息强度很大，但是她写得并不难懂，是一环套一环、一步一步深入。她提出问题，再设计实验模型、收集数据、解析数据、获得证实，然后，再把问题细化或递进深化，进行验证。

这个长期又复杂的科学探求过程，在她笔下，就像是抽丝剥茧，由一个问题到另一个问题，最终拨开迷雾，到达了彼岸。

这本书还有一个特点，在书中，西玛德是把自己的成长、生活经历与她的科研生涯交织在一起书写的，因此这也可以说是一本个人自传，尤其是她作为一名女性，在做科研时也难免会遇到一些性别压力，在书中也有呈现，因此我在阅读的时候有一个感受，就是她的书写非常诚挚，坦率得令人佩服。

我们可以先了解她的生活过往，从她的故事就能自然而然进入到森林之中。

苏珊娜·西玛德出生在加拿大，她的祖辈都是在森林里以伐木为生。她并不是一开始就走上科研这条路的，而是像她的长辈那样，在伐木公司工作，不过采伐的方式已经从手工变成了现代化的机械方式。

她的工作就是勘探森林树种，划定皆伐区域，并且评估在皆伐区里，人造林的新苗生长情况，这也就是砍伐一部分原始森林，开辟成经济林。也正是因为这个工作，引发她一直在思考：树根、真菌与森林的健康有什么关系，并且慢慢地探索出了一些答案。

这种对于树根的好奇、迷恋，其实她早就有了，那是在她儿时，父母在后院里种下了一些杨树和柳树，每年春天，她都会惊奇地看到，在树根周围散布的一圈圈蘑菇当中，有三角叶杨的种子萌发出嫩芽。

她在夏天去祖父家的山中湖边度假时，也早就知道白桦树树根附近的腐殖质最甜，这是因为这棵枝繁叶茂的阔叶树每到秋天都会分泌出含糖的汁液，落叶富含营养成分，并且腐殖质里还有许蠕虫，蠕虫越多，腐殖质就越丰富、越美味。

这些都是苏珊娜亲身体验过的，因为她会直接吃土，是真正的吃土，她小的时候很爱吃土，但家人们也从没取笑过她，妈妈只是不定期给她吃驱虫药。

那她在很小的时候就观察到的这些现象，背后都有什么关联呢？是什么机制在发生作用呢？

苏珊娜·西玛德在工作中，也会经常观察树下的真菌，她渐渐发现真菌的菌丝在地下世界里组成复杂的帷幔，比树根更加蔓延铺伸，整个真菌的网络就像一块精心编织而成的厚厚的花边桌布，铺设在森林地面之下，它们覆盖在土壤中数不胜数的有机物和矿物颗粒上。

而我们看到的蘑菇，就是这个网络的一小部分，是露出地面的一角，它们是真菌的子实体。这些菌丝在森林的凋落层散开，寻找、缠绕、吸收地底下丰富的矿物质，就像是土壤中跳动的动脉。

而她在皆伐区里，经常去看那些复植的云杉幼苗，她发现新栽的这些树苗，长得并不好，针叶发黄、根部没有萌发出真菌丝。

而同一时间，附近没有砍伐过的土地上生长的野生冷杉，已经发芽了并且长势良好。作为比较，她找到一株健康的野生冷杉幼苗，拔了出来，发现它的根尖包裹着亮黄色的真菌丝，同时在原来拔出的土壤那里，看到这些黄色的菌丝能扎进覆盖土壤的那层有机物中，它们编织成一张菌丝体网络，朝着各个方向不断延伸。

《绿色星球》

菌根真菌会与植物形成一种生死攸关的关系，如果没有这种伙伴关系，真菌和植物都无法生存。

菌根真菌从土壤中吸收水分和矿物质、营养物质，提供给树，而树会将通过光合作用产生的糖分传递给菌根真菌，有了这些糖分，真菌才能在土壤中布置真菌丝网，吸收更多的水分和营养物质，将这些土壤中的资源回馈给植物。这是一个双向的交换机制，互利共生。

对植物来说，培养真菌的效果好于培养更发达的根系，因为真菌的细胞壁很薄，不含纤维素和木质素，形成细胞壁所需的能量也少得多。

所以西玛德在很小的时候看到自己家后院里，有蘑菇的地方就有三角叶杨的嫩芽萌发，还有她喜欢吃白桦树树根附近的土，觉得很甜，那都是因为，有菌根真菌在把营养物质和水输送给小杨树，而白桦树也在把它产生的糖分返送给土壤里的菌根真菌。

苏珊娜·西玛德总结出了菌根真菌与植物的共生关系，尤其在恶劣环境下，菌根真菌是植物的帮手。这种菌根共生的关系，现在被科学界普遍认为是古代植物大约在7亿年前从海洋迁移到陆地的原因。

有了这些真菌共生体后，植物可以从贫瘠、不适宜居住的岩石中获得足够的营养，从而在陆地上生存下来，这种合作关系对于进化而言也是具有至关重要的意义的。

03.

树木之间，也有自己的语言

接下来我们把视野再放大一些，我们知道地下有这样复杂的菌根系统了，那么在森林里，树和树之间又是怎样通过这个菌根系统建立联结并交流呢？它们之间传递的具体物质又是什么呢？

这也是苏珊娜·西玛德后来离开了伐木公司，开始她的科研生涯之后，进行的一个庞大的课题。她沉浸在之中将近30年，也解决了一个又一个的疑问。

她之所以离开伐木行业，也是因为高效率的皆伐给人一种不舒服的、脱离自然的感觉，并没有考虑那些更安静、更具灵性的树木。

那个时候，在她生活的加拿大不列颠哥伦比亚省，政府为了建林地获得更多的针叶树，出台了一项新的政策，叫做“自由生长政策”，名字听起来挺好听，但其实完全不是那么回事。“自由生长”的意思是要彻底清除针叶树邻近的植物，好让针叶树幼苗可以自由生长，不必遭遇竞争。

这种做法可以说是相当于针对原生植物和阔叶树发起的全面战争。这就相当于驱赶原住民的行为。

其实，森林里的阔叶树、灌木、草本植物、蕨类植物等等，它们能为鸟类提供巢穴、为松鼠提供食物、为鹿和熊崽提供藏身之处，为土壤添加养分、防止土壤侵蚀，并且有些树种比如桤木，还能提高土壤中氮的含量，杜鹃也可以保护矮小的云杉幼苗防止它们被寒霜冻伤。

然而，决策者人们并不关心这些，他们只关心不要森林里的竞争关系，一旦消灭原生植物这些他们眼中的杂木，不让它们占用阳光、水分和养分，那么，利润丰厚的针叶树就会独占这些资源。

那么，事实会像许多人想的那样吗？苏珊娜·西玛德以桦树作为她的试验物种，因为她从小就知道桦树能产生丰富的腐殖质，对针叶树是有益的。她做了很多实验，想要证明原生植物其实是可以帮助促进针叶树建立与土壤、真菌的连接的。结果也印证了她的想法。

清除掉桦树可以促进一些冷杉生长，但会导致更多的冷杉死亡，因为桦树的根受到砍伐和除草剂的压力后，无法抵抗土壤中天然存在的致病菌的侵害。这些真菌感染桦树根部后，还会传播到附近的针叶树的根部。而在对照组中，未受影响的白皮桦树与针叶树混杂着生长，土壤中的致病菌受到了抑制。

除了抑制致病菌，树与树之间还在传递着别的物质吗？树又是如何感知和发送信号给其他的树的？它们是如何合作的？

20世纪80年代初，英国谢菲尔德大学的一位教授和他的学生发现，松树可以通过地下菌根系统将碳元素输送给另一棵松树，不过，这只是在实验室内得到的结论，还未在野外有过验证。

这是个非常重要的科学发现，因为如果碳元素真的可以在不同种的树木之间传播，这将是一个进化悖论，我们众所周知的是，树木进化要通过竞争而不是合作。西玛德又觉得这是有道理的，因为让群落繁荣，才可以保证树木自己的需要得到满足，这符合树木自身的利益。

《绿色星球》

为了验证这些想法，她在她的一片野外实验地里种了一些白桦树和花旗松，然后开展她设计的实验。来简单地讲讲这个实验过程，她和同事在这片树林里的桦树和花旗松上，各套上了一个垃圾袋大小的透明塑料袋。

他们把碳14同位素标记的二氧化碳注入桦树上的袋子，把碳13同位素标记的二氧化碳注入花旗松上的袋子，让它们在接下来的两个小时内通过光合作用吸收这些二氧化碳。碳13和碳14是碳12的常见同位素，但它们在自然界中非常罕见，这样就可以通过不同碳元素出现的位置，来看看两棵植物有没有进行物质交换。

这样可以分辨碳14是否从桦树转运到了花旗松，还可以分辨它是否像双车道高速公路上的卡车一样，沿着相反的方向从花旗松移动到了桦树。通过测量每棵树苗中每种同位素的含量，还可以计算出桦树向花旗松的输出是否大于它得到的回馈。

两个小时后，西玛德把检测器举到被碳14标记的桦树叶子旁边，这是个激动人心的时刻，计数器发出了噼啪声，仪表上的指针猛地向右摆，显示出很高的辐射计数。他们正在倾听桦树和花旗松的交流！苏珊娜·西玛德激动的心情，多年以后依然从下面这段文字中传递出来：

“在那一刻，仿佛有弦乐、木管乐、铜管乐和打击乐同时在我耳边响起，演奏出了欢快强烈、具有魔性的和谐乐章。我心醉神迷，不由自主地沉浸其中。微风吹过桦树、花旗松树苗的树冠，似乎带着我高高地飘了起来我参与了一项极其伟大的工作……我们知道自己发现了两个树种之间的某种梦幻般的神奇联系，就像从电波中截获了足以改变历史进程的秘密谈话一样。”

桦树和花旗松竟然会通过这个网络来回交换碳，更令人惊讶的是，花旗松从桦树那里得到的碳远多于它输出的碳。桦树并不是“恶魔杂木”，而是在慷慨地为花旗松提供资源，也为整片森林繁荣昌盛创造了更有利的条件。

1997年8月，《自然》期刊采用了苏珊娜·西玛德关于这个研究的投稿，并且作为封面文章。《自然》杂志把她的发现称为“树维网”（wood-wide web）。

还有一个可喜的变化是，那一年夏天，制定“自由生长政策”的决策者们修订了他们的再造林政策，将全省森林中的除草剂喷洒量减少了一半，也就是说，放缓了对原生植物的清除，这里面也有苏珊娜·西玛德的研究所产生推动作用。

04.

像一颗母亲树一样

在发现了树木之间的联系后，苏珊娜·西玛德的研究仍没有停步，在这之后，她更加深入到对森林智慧的理解和探究层面，最终提出了“母亲树”这个概念。

我们如果走在森林里，“母亲树”其实是能够一目了然的，它们就是那些长得最大最老的树木。

森林看起来像是一个中心卫星系统，母亲树是大型的通信枢纽，小树和幼苗则簇拥在它的周围，是不那么繁忙的节点，通过不同种类的菌根真菌，这所有的一切以一种复杂的模式连接在一起，它们形成一张强大的网，信息通过真菌链路来回传输，为整个森林的再生提供着动力。

母亲树将森林连成一体，呈现出一种类似于神经网络的模式，就像我们大脑中的神经元。母亲树对小树的生活质量是至关重要的。在这个网络中，母亲树和幼树通过释放化学信号来感知、沟通和回应对方，能够发出疾病和危险警报，互相援助。

母亲树还能够辨别出哪些幼树跟自己有亲缘关系，它会哺育幼树，为它们提供养料，即使在老树垂死时，还依然能够将自己能量和物质传给后代，这种物质的传递能够使森林达成一种微妙的平衡和健康，提升森林防御灾害的能力。

《绿色星球》

苏珊娜·西玛德的研究的确在近年将森林生态学的发展推进了一大步，而如果去了解了苏珊娜·西玛德的人生经历，其实也很是让人心生感慨的。

她既有在科研上的辉煌成就，同时也有许多避不开的人生坎坷，亲人离世、与丈夫离婚等事件接踵发生在她身上。她后来又罹患了乳腺癌，接受了痛苦的化疗治疗，好在最后各项指标正常了。

身为女性科学家，她在学术领域也面对着一种无形的“男性话语”的压力。比如她在《自然》杂志上发表了那篇研究成果文章后，科学界对她也有持怀疑的态度。

人们相信竞争是植物间唯一重要的相互作用，这种信念是如此强烈，打破它也很难。所以她在那一段时间内，受到的争议也持续不断，虽然也有专业人士支持她，但她还是成为风暴的中心。恐怕也是因为一些著名科学家已经花了相当长的时间研究真菌网络对植物间相互作用的神秘影响，而她的研究一下子就把他们甩在了身后。

还有，在一次面向政策制定者和森林从业者的会议和实地考察项目中，她向大家讲解自己的研究，认为桦树并不像政策通常所设想的那样具有竞争力，高估邻近的几棵桦树的威胁，会带来意想不到的后果，未来可能会导致森林抗风险的能力下降，并加剧火灾的蔓延。而正因为此，她被持相反见解者当面嘲讽为“桦树小姐”。

她写了一篇关于地下真菌网络的文稿，给学术期刊投稿被拒绝，一位评审者给出的意见是：“有的人看过几棵树就自认为对森林了如指掌，我们不能发表这种人写的文章。”

我想她也应该从她的研究对象，那些大树那里获得了许多的平静和启发。尤其是在接受癌症治疗的那一段漫长时间里。

因为她说，“健康取决于联系和沟通的能力，这不正是我研究的树木向我展示的东西吗？癌症诊断结果告诉我，我必须放慢脚步，挺起脊梁，大声说出我从树木那里学到的东西。”

在她几乎要承受不住化疗时，她的好朋友给她发了一条短信:“想想你想变成什么样，不要去想自己不想变成的样子。”她想，她要像变成像那些树一样强壮，像她的枫树一样强壮。

那天下午，她坐在枫树的基部，背靠着树身，感受着面前的温暖。她感觉自己渗入了它的根。在那一瞬间，好像她进入了枫树体本内，树的纤维和她的血肉相互交织，她融入了树的心木之中……

疾病必然会对一个人的生活产生很大的影响，对西玛德来说，她的生活也因此改变了，甚至，她的研究也受到疾病的启示。当她看着这些母亲树，联系到自身，会想到当树的生命快结束的时候，是否可以识别并帮助它们的亲属？它们会向亲属发送更多的营养和其他信号吗。癌症治疗是促使她将母亲树的研究深入下去的动力。

她站在TED演讲台上时，我能看到她身上的那种从容不迫、沉静，和女性的柔韧力量，正如那棵森林中的母亲树。或许也只有她这种独特的身份和经历，才能完成母亲树的伟大发现。

最后我想说，我们理解母亲树、森林的智慧，意义就在于，我们可以看到，在经受了各种各样的气候条件后，树木会进化出具有超强适应环境变化能力的基因。

后代适应了父母承受过的压力，拥有强大的防御能力和充沛的能量，所以从未来的混乱中成功恢复过来的可能性最大。因此，应该好好保护那些在气候和环境变化中幸存下来的老树们，并将基因、能量和复原力传承下去。

“如果承认我们对一个物种、一片森林、一个湖泊的伤害会波及整个复杂的网络，就有可能恢复平衡。虐待一个物种就是虐待我们全体。”

本文整理自看理想节目《遇见自然：无限人生书单第七季》第四集，原标题《树木之间也会对话、哺育、发出爱的信号？森林的地下世界丨<森林之歌>》，有删减。