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研究:植物具有跨种属通用警讯“语言”

2019年10月13日11:18 环球解密

    一项新的研究发现,受到伤害的植物居然能发出一种通用的“语言”,通知整个区域各种品种植物危险的到来,让其它植物做好防御性准备。

    之前研究已知的是,植株在某个部位受到虫害攻击的时候,会发出防御信号扩散到整棵植株。植株进行防御的行为之一就是分泌出具挥发性的有机化合物。

    跨种类通用的语言

    新研究发现了这些化合物更大范围的作用——这些化合物具有通知植物同伴的作用,让它们有时间调整自身份泌的化合物,或代谢周期,进行防御。

    这份研究以加拿大的一枝黄花(goldenrod,也叫金棒草)作为实验对象,发现植物散发的这种警讯化合物居然与植物种属关系不大,有类似遭遇攻击经历的植物散发的警讯化合物都相似。

    换句话说,似乎同一区域的植物能够发展出一种通用的“语言”,所有种属的植物都明白这种遭遇攻击的警讯。

    实验过程

    研究者将植物置于其自然生长的环境中进行实验,但将它们置于花盆中以隔绝植株闲根部的联系。然后让位于中心的一棵植株被食草性甲壳虫侵害,并用布料制作的罩子套住这棵受害植物,即阻止它与其它健康植株之间的直接接触。

    作为对比,以同样的环境布置另外的植株群,中间是健康的没有受到虫害的植株。

    几周后,研究者从所有的植株搜集它们分泌化合物的样本,再通过碳过滤器分离检查化合物成分。

    结果显示,来自中心植物受害群组的植物,都分泌更多害虫抗体——这证明了即便受害植物被罩子套住,周围的植物仍接收到了危险警讯,并调整自身作出了防御性反应。

    现在科学家不确定这些植株究竟如何接收到警讯信息,但猜想挥发的警讯化学物质可能与接收植株的细胞膜发生了某种作用。

    各式防御策略

    科学家发现了不同植物各种有趣的防御性反应:

    ● 一些受虫害的草会散发一种吸引寄生黄蜂的气味,引来这种黄蜂将卵产在侵害它们的昆虫身上,让害虫被黄蜂寄生;

    ● 另一些植物则散发驱赶害虫的化合物,比如烟草,其散发的化合物可阻止母飞蛾在它们身上产卵(飞蛾的卵孵化后就是吃植物叶子的毛毛虫);

    ● 还有一些植物受病原体感染,或受到啃噬侵害后,能调整自身的代谢周期,有针对性地应对侵害者。

    研究者之一康奈尔大学(Cornell University)的生物学家凯斯勒(André Kessler)说:“植物的防御系统就像人类的免疫系统,尽管植物没有抗体,但是它们会用化学‘武器’还击。”

    植物还会有选择性的“私聊”

    然而,这份研究还发现了另一个有趣的现象:这种通用语言只在植物“认为”警讯的传播可以缓解伤害的情形下才使用。

    凯斯勒说,在一些无虫害的区域,植物用于激发防御措施的化学语言只有相近的种属才能明白。“如果我们想私聊,就会加密语言,这正是在这里(无害区域)发生的。这个比喻令人震惊,很出乎意料。”

    研究者表示,了解植物的各式各样的化学语言,对促进有机种植和减少杀虫剂的使用具有重要意义。

    这份研究近期发表在《当代生物学》(Current Biology)上。

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