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如果植物被侵犯会如何反击 答案让我们意想不到

2019-07-22 09:18:00 来源:中少在线

  跟两栖动物常年的厮杀相比,植物似乎与世无争,生活得和谐而宁静。但如果你仔细地观察它们,就会发现这些弱小生命的生活并不太平,因为几百万年来,贪婪的虫子总在寻找着机会对植物下口。那么,这些不会跑也不 会叫唤的植物就只能坐以待毙吗?情况并不是这样的,因为植物不是被动的受害者,它们已经进化出了强大的防御措施。

  在《植物大战僵尸》里,豌豆射手是第一道防线,只要僵尸来犯,就会用豌豆回击。在真实的植物世界,在害虫进攻时,植物也会拉起第一道警告防线——释放化学弹。

  如果一只昆虫咬了一口植物的叶子,叶子马上就会释放挥发物拉响警报,化学弹会告诉植物的其他部分,以及周围的植物邻居,开始准备火力反击。附近收到警报的叶子会一起释放茉莉酮酸酯激素,这种激素可以紧急制造各 种针对虫子的“毒药”,形成植物的第一道火力线——化学武器反击。

  不要小看这些化学武器,人类的许多药物,都是从植物这些化学武器中提取来的。比如,咖啡因实际上是咖啡植物对昆虫的防护剂,尼古丁是烟草植物的保护剂。这些成分或在动物体内有活性,影响它们的身体机能,或对细菌和其 他微生物有毒性。

  如果植物释放这些化学弹时遇上了大风大雨天气,使得周围的植物无法接到警告信息,那又怎么办呢?别急,还有土传真菌帮助它们。许多物种与土传真菌有共生关系,这些真菌侵入到植物根的外层,以植物存储的碳为食,反过来 又帮助植物获得氮气和磷。土传真菌在成长后,会一步步壮大自己的实力,通过吐出长长的细丝状菌丝,殖民附近的其他植物,形成了植物间庞大的地下网络联系系统。

  在豆类植物的实验中,研究者发现与土传真菌网络联结起来的 其他植物,依旧会释放出防御性的化学物质,没有相连的邻居却并没有意识到危险。这就是为什么即使植物的化学弹打不出去,周围的植物也已经做好战斗准备,因为土传真菌也已经将这一危险信息成功送出。

  人类在发起战争时,常常因为共同利益的关系,聚集 盟军参战。植物在参战时,也会积极拉拢害虫的天敌前来支援。比如,当毛毛虫准备对欧洲玉米下口时,欧洲玉米接收到进攻信号后,会释放出β-石竹烯,这种物质的气味能招来寄生蜂,寄生蜂会产卵在毛毛虫身体里,使毛毛虫的进食速度放缓,进而食欲减退,帮助玉米逃过一劫。几周后卵从毛毛虫肚子里孵化出来时,毛毛虫也就一命呜呼了。当玉米根遭受毛毛虫袭击时,玉米根部还会释放 β-石竹烯,招来捕食者蛔 虫。

  不过,有时植物寻求支 援也会招来不受欢迎的客人。许多 在美国种植的玉米失去了产生β石竹烯的能力,使它们经受不住昆虫的袭击。但研究者们恢复了玉米内部产生这种化学物质的基因后,它们的根部却开始感染病原霉菌,这种霉菌似乎错误地将β-石竹烯视作是邀请函。这使得玉米面临很尴尬的局面:要么屈服于霉菌对自 己的损害,要么任由毛毛虫侵犯。

  当小昆虫贪吃猪笼草分泌出的 甜液时,就会被猪笼草的黏液粘住 挣脱不掉,直至死亡。食虫草和食 人花散发腐败的气味诱惑昆虫,大 概吃掉了10只新鲜的昆虫后,才会开出一朵艳丽的大花。但大多数的植物没有进化出这么可怕的陷阱,它们做得最多的,只是设置陷阱释 放化学毒素来自保。

  十字花科家族的植物(包括西兰花、白菜、芥菜),会储存一些看似无害的化学物—— 硫代葡萄糖苷在细胞区室里,旁边有一种 叫作黑芥子酶的酶 类,这两者中间由一层薄薄的细胞墙隔开。当一个不速之客来吃叶子时, 它会破坏掉这堵细胞墙,这时黑芥子酶会和硫代葡萄糖苷发生反应产生化学毒素,使捕食者笼罩在毒物中,就是这些反应使得十字花科植物有点儿苦味,并具有抗氧化剂的特性。

  不过,只有当这些化学陷阱有效时,植物才会继续投入更多资源创造毒素。咬食的昆虫比如毛毛虫一般会触发陷阱,使得植物提高毒素生产量。然而,吸食植物者比如蚜虫,习惯用针管吸食就可以避开这种陷阱,植物并不会浪费资源在这种无效的武器上。

  在几百万年与虫子打交道的过程中,一些植物已经聪明到破译了敌人的交流密码,并成功地用它们来发送假信息。

  比如,当蚜虫遭受攻击时会释放信息素β-金合欢烯,这个信息会告诉其他的蚜虫:我们被困,快点逃生。于是,植物在受到蚜虫 攻击时,也会释放β-金合欢烯,通过模仿蚜虫的警告信息来吓退它们。

  大部分植物释放的β-金合欢烯是与其他化合物混合在一起的, 蚜虫在多次被骗后,已经学会忽视 了它们。不过野生土豆已经找到改 进这些信号的方法了,它们会在微小叶毛末端上的球茎里,储存大量的β-金合欢烯,当蚜虫登陆上叶 子时,它的腿首先会被粘到有黏性 的叶子表面,当蚜虫试图摆脱困局时,一个轻微的甩腿动作就会打破球茎,释放出高浓度的β-金合欢烯,拉响蚜虫的报警系统,警告周围的蚜虫不要轻举妄动。

  植物会受伤吗?这是一定的。 植物会被人类不小心踩踏,或受到疾病和昆虫的攻击,或被食草动物嚼烂,这时,它们会散发出不同气味的混合物,这些混合物有的是对付昆虫的“毒药”,有的是用来疗伤的“解药”。比如,你如果将一 片叶子撕开,叶子流出绿色的汁液,但随后汁液就会凝固,就像动物流血后又结疤止血一样。这是因为受伤的植物也会产生一种叫作损伤激素的创伤激素,能刺激细胞分化,“包扎”伤口,起到像动物伤口里血栓止血的作用,这些反应可 以在被袭击的几分钟内发生,也就 是说植物可以边包扎伤口边投入战斗。

  除了“止血”,一些植物绿叶挥发物的化合物还会发挥“消炎”的作用,保护受伤的组织免受真菌的感染。在割草时,你闻到的新鲜草香,就是这种化合物的味道。它们也会向邻居释放警告信号,提醒危险正在面前,所以在你闻到浓浓的青草香时,可能植物间正在惊叫着告诉彼此:“危险!”

  以昆虫的繁衍速度和贪吃能力,理论上可以吃掉自古以来的所有植物,而正是由于植物的反击能力和自救能力,才使得到现在昆虫只吃掉了全球植物量的10%。不过,昆虫已经开始针对植物的化学防御发展出解毒剂,包括中和毒素的能力,这个压力使植物也得发展出新的技能。就像红桃皇后理论说的,“你只有不停地奔跑,才能停留在原地”,你只有不断进化,才能生存下去。而植物和昆虫的军备竞赛还将继续升级下去。

编辑:彭茹

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