E生物学家理查德·卡班知道如何让山艾树说话。在开始谈话时，他假装成一只蚱蜢或一只咀嚼的甲虫，用剪刀在一棵灌木上剪树叶。完全砍掉叶子骗不了植物。因此，他在叶子的边缘和顶端剪了很多小口——“很多小口。”
几个月后，加利福尼亚大学的Karban教授，研究植物防御通讯的戴维斯，回到山艾树上，检查它的叶子，许多叶子现在都被真正的蚱蜢或甲虫损坏了。然而，在他修剪的树枝大约两英尺的范围内，树叶没有受到饥饿昆虫最严重的破坏。这是因为卡班的插条使那些受损的叶子确信它们受到了昆虫的袭击，所以它们向空气中发出了化学警报。邻近的树叶拦截并破译了代码信息，并开始准备自己的防御措施来对付这些虫子。
如果植物在我们看来是沉默的，那只是因为我们没有注意到它们的喋喋不休——我们才刚刚开始使用它们的密码。植物一直在向空气中释放密码，帮助它们抵御昆虫和其他威胁，在某些情况下还可以作为对邻居的警告。此外，植物还可以发出“SOS”信号来执行救援任务，并召唤捕食者以昆虫入侵者为食。
植物用化学编码说话——含碳分子被称为挥发性有机化合物(VOCs)。VOCs的特点是容易进入空气，是一个多样化的群体:仅植物就有3万种以上的品种。有些挥发性有机化合物会产生我们熟悉的草药或花卉气味。其他的只在特定的提示下释放。在被破坏的几秒钟内，植物会散发出绿叶挥发物(GLVs)，我们也能察觉到——比如，新修剪的草坪的气味。
植物可以发出“SOS”信号来执行救援任务，并召唤捕食者以昆虫入侵者为食。
人类无法从挥发性有机化合物中获得更多信息。但是，植物产生的分子波携带着一包包神秘的信息。就像任何传输的信号一样，plant-o-grams可以被接收、解码、窃听，甚至被加扰。
植物会释放挥发性有机化合物来应对物理损伤或昆虫唾液、呕吐物或产卵液中的化学物质。昆虫叮咬会激活植物体内的激素，比如茉莉酸、乙烯或水杨酸，这些都会增加植物防御基因的活性。这些激素也可以以VOCs的形式释放出来，提醒植物的其他叶子和树枝以及邻近的植物群落。特别是茉莉酸甲酯——茉莉酸的一种挥发形式——似乎“非常有效”。他还发现，这种交流在基因相同的植物之间更有效，这些植物来自于相同的亲本灌木或灌木。当卡尔班把塑料袋放在剪下来的山艾树叶子上，并把它们绑起来，以防止挥发性有机化合物逃逸时，无论是山艾树的其他叶子还是它的邻居都无法提高它们的抵抗力。
VOC信息可能是针对自身或家庭的，但其他物种的植物有时会截获它们。山艾树的警报可以在番茄和烟草丛中触发防御反应，尽管目前尚不清楚有多少植物可以侵入其他物种的信号。
此外，科学家说，植物可能并不总是希望它们的叫声被听到。印第安纳大学布卢明顿分校(Indiana University, Bloomington)的博士后研究员艾米·特罗布里奇(Amy Trowbridge)说:“对植物来说，告诉它的邻居自己受到了攻击，真的不符合它们的最大利益。”邻近的植物是竞争对手，警告邻居有助于植物生存，而好心的撒玛利亚人可能会屈服于昆虫的入侵。那么，植物为什么要大叫呢?部分原因可能是不可避免的:植物用来抵御虫子的“化学武器”可能不可避免地泄露到空气中，因为它们是挥发性的，所以其他植物进化成窃听。一些掠食性昆虫也是如此——它们基本上是在召唤晚餐。被蜘蛛咬过的苹果树会发出一个信息，吸引其他的螨虫来吃掉攻击的蜘蛛。当雌锯蝇在一棵苏格兰松树的针叶里产卵时，树上的VOCs会召唤寄生的eulophid黄蜂来杀死卵。类似地，烟草植物在被芽虫咬伤时，会召唤红尾寄生蜂，这些寄生蜂将卵产在幼虫的体内，然后由内而外被幼虫吃掉。
VOC信息可能是针对自身或家庭的，但其他物种的植物有时会截获它们。山艾树的警报可以在番茄和烟草丛中引发防御反应。
当植物和昆虫进化来交换这些化学信息时，人类才刚刚开始破译密码。“我们真的不知道这些化合物是如何被感知的，”特罗布里奇说。研究人员还不清楚植物是如何从空气中收集VOCs的，以及可检测到的浓度是多少。他们也不知道这些分子是直接通过叶子的表面被吸收的，还是通过被称为气孔的气孔进入的。但他们知道，“倾听”的植物不仅要接收信息，还要解码信息，以触发化学防御反应。特罗布里奇说:“仅仅因为一种植物可能会吸收一种化合物，实际上并不意味着什么。”如果被截获的信号不能被解码，那就没用了。
此外，信息可以被编码成分子的组合。“修剪山艾树时释放的花束实际上含有数百种可以测量的化学物质，”卡班说。他把挥发性有机化合物收集在塑料袋里，袋子里装满了特殊的纤维，这些纤维收集化合物，并用气相色谱仪对它们进行分析。但是，他说，“识别活性成分真的很困难。”内华达大学里诺分校(University of Nevada, Reno)的有机化学家和化学生态学家克里斯·杰弗里(Chris Jeffrey)认为，要真正破解植物的密码，科学家需要一次破译整个生态系统的化学成分。“你正在探测一种非常复杂的分子混合物，”他说，并将这种现象比作我们自己的嗅觉。“并不是一个单一的分子会导致单一的反应。”
要真正破解植物的密码，科学家需要一次破译整个生态系统的化学成分。
我们为什么要费心破解工厂代码？一方面，它们帮助我们了解植物对环境变化的反应，就像气候变化预期的那样。科学家警告说，气候变化会扰乱通讯，破坏生态系统。一些信号可能被放大，而另一些信号则被抑制或从未被检测到。
特罗布里奇说:“挥发性很大程度上取决于温度。”因此，全球变暖可能会让挥发性有机化合物更容易进入空气。更高的温度也会增加制造挥发性有机化合物的酶的活性。另一方面，试图在干旱中生存的植物会挤压气孔以防止水分流失。气孔关闭的叶子吸收更少的二氧化碳，而二氧化碳是它们制造VOCs所需要的。特罗布里奇推测，随着VOC交流的减少，植物可能察觉不到警报信号，变得更容易受到昆虫的伤害，或完全屈服于它们。但是如果排放过多的VOC，植物种群可能会保护自己——昆虫可能会寻找新的食物来源，破坏其他植物物种，改变生态系统。
所以下次当你独自一人在花园里享受静谧时，记住静谧是一种幻觉。如果你能听到，就会有一片喧闹声。
伊丽莎白·普雷斯顿是缪斯这是一本面向儿童的科学和思想杂志，也是Inkfish的作者，Inkfish是一个面向所有人的关于科学和头足类的博客。她还为Slate和国家地理．
本文最初发表于2013年10月的《秘密密码》(Secret Codes)杂志。
