相鄰植物的根會競爭還是合作？

圖片來源：維基百科

兩株相鄰生長的植物會競爭光線，這個現象稱為「陰影遮蔽」（shade avoidance），造成被遮住的植物的莖葉都長得細細長長，直到脫出另一株植物的勢力範圍。這是在肉眼可見的地上部位，但位於地下的根是否也會互相競爭呢？

最近的研究發現，植物在遇到相鄰的植物的根時，也會產生反應。為了要瞭解到底相鄰植物的根之間的關係是競爭還是合作，普林斯頓大學的研究團隊以辣椒為模式植物，將辣椒以兩株一盆的方式種在盆中，與一株一盆的植物進行比較，看看究竟是競爭或是合作？

研究團隊使用電腦先模擬了一下這兩種模式。在合作型中，相鄰的植物的根會互相區隔，也就是說，比起單獨一棵植物，兩株相鄰的植物會產生較少的根；而在競爭型中，相鄰的植物雖然在面對鄰居的一側會產生比較少的根，但另一側會產生更多的根，使得在競爭型的模式中，兩株相鄰的植物會比單一株產生更多的根。

研究團隊觀察後發現，即使種得很近，造成兩株植物之間出現了互相競爭的狀態時，這兩株植物還是會減少水平拓展的程度，以避免接觸到彼此；這使得兩株一盆的植物所產生的根的總量，與地上部位的量校正後，並沒有比單獨一株植物長出更多的根。也就是說，兩株相鄰的植物，雖然地上部位會競爭光線，但地下部位卻採取了互相禮讓的合作策略。

植物大約投資三分之一的養分在根的生長發育上，瞭解這「看不到的三分之一」究竟發生了什麼事，雖然不容易，但卻是必要的。

參考文獻：

Ciro Cabal, Ricardo Martínez-García, Aurora de Castro Aguilar, Fernando Valladares, Stephen W. Pacala. The exploitative segregation of plant roots. Science, 2020; 370 (6521): 1197 DOI: 10.1126/science.aba9877

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