植物具有跨種屬通用警訊"語言" (圖)
 
2019-10-29
 



實驗使用金棒草為對象,發現它在食草性甲殼蟲侵害時,散發的警訊化合物居然
與植物種屬關係不大,有類似遭遇攻擊經歷的植物散發的警訊化合物都相似。

【人民報消息】一項新的研究發現,受到傷害的植物居然能發出一種通用的「語言」,通知整個區域各種品種植物危險的到來,讓其它植物做好防禦性準備。

之前研究已知的是,植株在某個部位受到蟲害攻擊的時候,會發出防禦信號擴散到整棵植株。植株進行防禦的行為之一就是分泌出具揮發性的有機化合物。

跨種類通用的語言

新研究發現了這些化合物更大範圍的作用——這些化合物具有通知植物同伴的作用,讓它們有時間調整自身分泌的化合物,或代謝周期,進行防禦。

這份研究以加拿大的一枝黃花(goldenrod,也叫金棒草)作為實驗對象,發現植物散發的這種警訊化合物居然與植物種屬關係不大,有類似遭遇攻擊經歷的植物散發的警訊化合物都相似。

換句話說,似乎同一區域的植物能夠發展出一種通用的「語言」,所有種屬的植物都明白這種遭遇攻擊的警訊。

實驗過程

研究者將植物置於其自然生長的環境中進行實驗,但將它們置於花盆中以隔絕植株間根部的聯繫。然後讓位於中心的一棵植株被食草性甲殼蟲侵害,並用布料製作的罩子套住這棵受害植物,即阻止它與其它健康植株之間的直接接觸。

作為對比,以同樣的環境布置另外的植株群,中間是健康的沒有受到蟲害的植株。

幾周後,研究者從所有的植株搜集它們分泌化合物的樣本,再通過碳過濾器分離檢查化合物成分。

結果顯示,來自中心植物受害群組的植物,都分泌更多害蟲抗體——這證明了即便受害植物被罩子套住,周圍的植物仍接收到了危險警訊,並調整自身作出了防禦性反應。

現在科學家不確定這些植株究竟如何接收到警訊信息,但猜想揮發的警訊化學物質可能與接收植株的細胞膜發生了某種作用。

各式防禦策略

科學家發現了不同植物各種有趣的防禦性反應:

一些受蟲害的草會散發一種吸引寄生黃蜂的氣味,引來這種黃蜂將卵產在侵害它們的昆蟲身上,讓害蟲被黃蜂寄生;另一些植物則散發驅趕害蟲的化合物,比如煙草,其散發的化合物可阻止母飛蛾在它們身上產卵(飛蛾的卵孵化後就是吃植物葉子的毛毛蟲);還有一些植物受病原體感染,或受到啃噬侵害後,能調整自身的代謝周期,有針對性地應對侵害者。

研究者之一康奈爾大學的生物學家凱斯勒(André Kessler)說:「植物的防禦系統就像人類的免疫系統,儘管植物沒有抗體,但是它們會用化學『武器』還擊。」

植物還會有選擇性的「私聊」

然而,這份研究還發現了另一個有趣的現象:這種通用語言只在植物「認為」警訊的傳播可以緩解傷害的情形下才使用。

凱斯勒說,在一些無蟲害的區域,植物用於激發防禦措施的化學語言只有相近的種屬才能明白。「如果我們想私聊,就會加密語言,這正是在這裏(無害區域)發生的。這個比喻令人震驚,很出乎意料。」

研究者表示,了解植物的各式各樣的化學語言,對促進有機種植和減少殺蟲劑的使用具有重要意義。

這份研究近期發表在《當代生物學》(Current Biology)上。(李少維編譯)△

 
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