如果植物被侵犯会如何反击
2019-07-22    《中国中学生报》 人参与 0评论
  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。
  
  释放化学弹
  
  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。
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  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。
  
  寻求支援
  
  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。
  
  设置陷阱
  
  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。
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  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。
  
  间谍游戏
  
  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。
  
  紧急救援
  
  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。
  
  张辰 摘自 植物秘密

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