植物的寄生生活

植物通常被我們認(rèn)為是靜態(tài)的生物，看上去溫順又可愛(ài)。然而，寧?kù)o之下，植物世界充滿叢林法則，詭計(jì)、欺騙和偷襲，寄生植物與寄主植物之間為爭(zhēng)奪生存資源而展開(kāi)的戰(zhàn)爭(zhēng)一直都在靜悄悄地進(jìn)行著。

我們知道，大部分植物通過(guò)光合作用獲得它們所需要得全部營(yíng)養(yǎng)。而寄生植物卻從寄主（也稱宿主）植物那里“偷竊”食物。換言之，它們依靠別的活著的植物生存。

那么，寄生植物是如何與寄主植物建立起寄生關(guān)系的呢？原來(lái)，掉落在寄主植物附近的寄生植物的種子，通過(guò)前者散發(fā)出的化學(xué)物質(zhì)氣味發(fā)現(xiàn)適合自己的寄主，然后開(kāi)始發(fā)芽。寄生植物的某條側(cè)根異化為吸根，吸根在寄主植物化學(xué)物質(zhì)的吸引下，與寄主植物的表皮接觸，并緊貼著寄主植物形成圓形的吸盤。之后，寄生植物分泌出帶黏性的多聚糖，并將吸根尖尖的端部以植物生長(zhǎng)的機(jī)械力穿透寄主植物，建立起與寄主植物相連并吸收其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的維管系統(tǒng)。

迄今為止，世界上被確認(rèn)的寄生植物超過(guò)4000多種，分屬于19個(gè)開(kāi)花植物家族。最常見(jiàn)的寄生植物是菟絲子（一種寄生開(kāi)花植物）和不同種類的槲寄生（約占所有寄生植物物種的3/4）。菟絲子長(zhǎng)成密密麻麻的雜草，覆蓋作為寄主的木本植物。槲寄生是灌木植物，寄生在一些樹(shù)木上，有時(shí)甚至反客為主，生長(zhǎng)得比寄主植物更加興旺茂盛，以至于大部分的葉叢都是寄生植物的，而不是寄主植物的。不過(guò)，科學(xué)家認(rèn)為，雖然寄生植物需要長(zhǎng)期利用寄主植物的水分和養(yǎng)分來(lái)維持自己的生存，但一般來(lái)說(shuō)它們很少或者根本不會(huì)直接殺死寄主。

寄生植物的種子主要受寄主植物的化學(xué)氣味刺激而發(fā)芽。不過(guò)，種子發(fā)芽的方式還取決于它們是根寄生植物還是莖寄生植物。莖寄生植物用自己的莖干附在寄主植物上，根寄生植物則附著在寄主植物的根上。無(wú)論是根寄生植物還是莖寄生植物，都進(jìn)化出了一種或多種尋找寄主、然后落地發(fā)芽的方式。大多數(shù)寄生植物都需要在接近寄主植物時(shí)才發(fā)芽，因?yàn)榉N子含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)資源有限，如果無(wú)法在較短時(shí)間里從寄主植物那里獲得營(yíng)養(yǎng)和水分補(bǔ)充，它們就會(huì)死去。寄生植物種子資源有限的部分原因是因?yàn)榇蠖鄶?shù)寄生植物的種子都不能夠以自養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)維持種子早期生長(zhǎng)的需要。

根寄生植物的種子傾向于利用化學(xué)線索掌握種子發(fā)芽的時(shí)機(jī)，它們通常在與寄主植物相當(dāng)接近時(shí)下開(kāi)始發(fā)芽。例如，一種叫做“獨(dú)腳金”的玄參科半寄生草本植物，在離寄主植物3～4毫米時(shí)才會(huì)發(fā)芽，因?yàn)橹挥性谌绱私木嚯x下，它們才能接收到土壤里傳來(lái)的“可以發(fā)芽”的化學(xué)信號(hào)。對(duì)于這種寄生植物來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，因?yàn)椤蔼?dú)腳金”發(fā)芽后，種子內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)只能維持它生長(zhǎng)到4毫米左右。寄主植物根系分泌的化學(xué)物質(zhì)會(huì)滲透溶濾到根系附近的土壤里，寄生植物的種子能感知到這些化學(xué)物質(zhì)的存在，知道這里就是它們“安家落戶”的合適地方，它們可以在這里發(fā)芽，然后依附寄主植物生長(zhǎng)起來(lái)。這些化學(xué)信號(hào)是由多種化合物組成的，并不穩(wěn)定，影響范圍只有幾米，強(qiáng)烈程度也隨距離增加而逐漸減退。距離足夠近的種子在化學(xué)信號(hào)的刺激下就會(huì)開(kāi)始發(fā)芽。

各種植物發(fā)出的化學(xué)刺激信號(hào)不一樣，或者說(shuō)，寄主植物都有自己獨(dú)特的化學(xué)信號(hào)。例如，玉米和稷屬植物中的獨(dú)腳金萌素，高粱屬植物中的高粱內(nèi)酯，紅苜蓿中的列當(dāng)醇等。

與根寄生植物不一樣，莖寄生植物利用自身的胚乳資源能夠存活一段時(shí)間。比如，菟絲子的種子落到地上后有可能需要靜靜地休眠長(zhǎng)達(dá)5年之后，才有機(jī)會(huì)感受到附近某株寄主植物的存在。利用種子胚乳中的營(yíng)養(yǎng)資源，菟絲子種子開(kāi)始發(fā)芽，在胚乳資源耗盡之前，它可以有6天時(shí)間與寄主植物建立起寄生關(guān)系。

菟絲子利用兩種方法尋找合適的寄主：當(dāng)它的莖探測(cè)到寄主植物的氣味后，就會(huì)向著寄主植物的方向緩緩“移動(dòng)”（科學(xué)家利用番茄植物的氣味進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，菟絲子的莖會(huì)向著它喜歡的植物氣味的方向生長(zhǎng)）；菟絲子還會(huì)利用光反射從附近植物中選擇葉子中葉綠素含量較高的植株。

一些寄生植物可以選擇多種不同的植物為寄主，甚至可以同時(shí)寄生在不同的物種上，例如菟絲子屬、無(wú)根藤屬就是這類不太“挑剔”的寄生植物。另一些寄生植物只選擇少數(shù)幾個(gè)種類的植物為寄主，有的甚至只對(duì)某一種植物“情有獨(dú)鐘”。例如，山毛櫸寄生是一種全寄生的根寄生植物，它的寄主只有美國(guó)山毛櫸。

一些寄生植物，如獨(dú)腳金、肉蓯蓉、菟絲子等，會(huì)給經(jīng)濟(jì)作物和農(nóng)作物的生長(zhǎng)帶來(lái)危害，不利于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。槲寄生給森林和觀賞樹(shù)木帶來(lái)的危害也不容低估。還有一些寄生植物具有一定的毒性，有可能引起各種健康問(wèn)題，如造成腸道不適、脈搏虛弱等，在美國(guó)甚至發(fā)生過(guò)誤食某種槲寄生植物導(dǎo)致死亡的事件。如果不小心接觸到某些寄生植物，還有可能對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激。

但是，寄生植物也并非都令人討厭。一些寄生植物是人們所喜聞樂(lè)見(jiàn)的。例如，印第安畫筆花是美國(guó)懷俄明州的州花；橡樹(shù)槲寄生是俄克拉何馬州植物的象征；一些具有觀賞價(jià)值的寄生植物被專門栽培為觀賞花卉，如肉蓰蓉等。大花草屬開(kāi)花寄生植物可開(kāi)出世界上最大的花，蔚為壯觀，它們的自然生長(zhǎng)棲息地也成為熱門旅游景點(diǎn)。寄生植物還具有重要的研究?jī)r(jià)值，科學(xué)家可以通過(guò)研究一些寄生植物是如何在進(jìn)化過(guò)程喪失光合作用的，來(lái)研究光合作用的演變。此外，還有許多寄生植物可供人類食用或藥用。

開(kāi)著小紅花的寄生植物“獨(dú)腳金”在離寄主植物很近距離才會(huì)發(fā)芽。

槲寄生是一種半寄生植物，寄生在一些樹(shù)木上，常常生長(zhǎng)得比寄主植物更加茂盛。樹(shù)上的像葉子的植物就是槲寄生。

寄生植物分類

它們的寄主獲取食物來(lái)源，它們不再需要綠葉，有的寄生植物還保留著綠色的葉子，本身也可通過(guò)光合作用獲取部分食物。

按照寄生類型，寄生植物可分為六大類：全寄生、半寄生、專性寄生、兼性寄生、莖寄生和根寄生。全寄生植物沒(méi)有葉綠素，不通過(guò)寄生它們就無(wú)法生存，必須完全依靠這種寄生關(guān)系存活。半寄生植物擁有部分光合能力，可自行吸收部分養(yǎng)分和水分，所以它們既可通過(guò)寄生方式生存，也可通過(guò)獨(dú)立方式生存。專性寄生需要依靠寄主來(lái)完成整個(gè)生命周期，兼性寄生則不需要在其整個(gè)生命周期都依附于寄主植物。莖寄生植物用自己的莖干附在寄主上，根寄生植物則附著在寄主植物的根上。

美麗壯觀的大花草寄生植物

大花草屬是寄生開(kāi)花植物的一個(gè)屬類，大約28種大花草屬寄生開(kāi)花植物都是在東南亞地區(qū)被發(fā)現(xiàn)的，包括馬來(lái)半島、婆羅洲、蘇門答臘、泰國(guó)和菲律賓。

大花草生長(zhǎng)在亞洲熱帶地區(qū)，這種寄生開(kāi)花植物的花被稱為大王花，是所有開(kāi)花植物中最大的，直徑通常可達(dá)1米，但這種花的味道很難聞。早在1791年～1794年之間，爪哇的路易斯·德尚就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種寄生開(kāi)花植物，但他的筆記和描述資料在1803年被英國(guó)人沒(méi)收，直到1861年才重見(jiàn)天日。

這種寄生植物沒(méi)有莖和葉子，也沒(méi)有真正意義上的根，屬于全寄生植物，它的吸附器官——吸根隱藏在藤蔓組織內(nèi)，在寄主植物外面能夠看到的部分只有五瓣的大花。有些種類的大花草屬的花的直徑可超過(guò)1米，重可達(dá)10千克。即使是最小的大花草屬寄生植物的花朵，直徑也可達(dá)12厘米。

大花草屬寄生開(kāi)花植物的花看上去美麗壯觀，但它們發(fā)出的氣味卻十分難聞，很像腐肉，故被當(dāng)?shù)厝朔Q為“尸花”或“肉花”。而它們正是依靠這種難聞的氣味吸引一些小飛蟲(chóng)等昆蟲(chóng)，將雄花的花粉傳送給雌花。大多數(shù)大花草屬單獨(dú)開(kāi)雄花和雌花，但也有一些種類為雌雄同體。人們對(duì)大花草屬如何散播它們的種子知之甚少，但樹(shù)鼩和其他愛(ài)吃果實(shí)的森林哺乳動(dòng)物顯然都是幫助大花草散播種子的好幫手。

五種有名的寄生植物

尸花（大花草屬）

這種植物擁有世界上最大的花——直徑可超過(guò)1米，同時(shí)散發(fā)出強(qiáng)烈的腐肉味道。

槲寄生

每逢圣誕節(jié)到來(lái)時(shí)，槲寄生就成為大受人們歡迎的植物。槲寄生屬于半寄生植物，雖然需要從寄主那里獲取營(yíng)養(yǎng)和水分，但同時(shí)也通過(guò)自身的光合作用維持生存。

西澳圣誕樹(shù)

這也是一種半寄生植物。由于它們經(jīng)常將吸根吸附在地下電纜上，因此會(huì)對(duì)地下電纜構(gòu)成很大的威脅和危害。每年圣誕節(jié)前后，這種寄生植物就會(huì)開(kāi)出鮮艷的橙色花朵，因此也被稱為“圣誕樹(shù)”。

鳥(niǎo)巢蘭

這種寄生植物很不尋常，因?yàn)樗鼈儚囊环N本身也依靠寄生于綠色植物的真菌那里吸取營(yíng)養(yǎng)。鳥(niǎo)巢蘭生活在山毛櫸樹(shù)的地下，人們唯一有機(jī)會(huì)見(jiàn)到它們的季節(jié)是在夏天——當(dāng)它們長(zhǎng)出黃色花莖的時(shí)候。

仙人掌槲寄生

仙人掌槲寄生生長(zhǎng)在智利，鮮紅的寄生植物寄生在綠色的仙lVRYpAzcLL4IAhcOqtUY7hgK+Me8EmcW4wMNFJl1MCE=人掌上，成為一個(gè)非常亮眼的組合。

用嗅覺(jué)尋找寄主的菟絲子

在美國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所大樓里的一個(gè)人工照明植物生長(zhǎng)室里，種植著成排的番茄植物，在它們的附近生長(zhǎng)著菟絲子，菟絲子的卷須正在卷向多汁而營(yíng)養(yǎng)豐富的番茄葉子。研究人員莫拉埃斯一邊嗅著生長(zhǎng)室里的空氣，一邊說(shuō)：“敏感的鼻子可以分辨出番茄植物發(fā)出的正常氣味和在壓力下發(fā)出的氣味。番茄植物在受到攻擊時(shí)發(fā)出的甜香氣味更加濃郁。在受到寄生植物危害和蟲(chóng)害時(shí)，它們發(fā)出的氣味信號(hào)也不一樣?！?/p>

為了區(qū)別番茄植物在受到寄生植物攻擊和遭受蟲(chóng)害時(shí)發(fā)出的不同信號(hào)，莫拉埃斯花了好幾個(gè)晚上觀察它們。她還想知道它們?cè)谝雇砗桶滋灬尫诺臍馕妒遣皇遣煌?。在?duì)它們釋放氣味的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分析后，她發(fā)現(xiàn)事實(shí)正是如此。當(dāng)人們問(wèn)她：幾個(gè)晚上整夜不睡值得嗎？她說(shuō)：“當(dāng)你發(fā)現(xiàn)了以前從沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)的秘密時(shí)，你會(huì)覺(jué)得沒(méi)有比這更好的回報(bào)了?！?/p>

菟絲子屬寄生植物分布于全世界熱帶和溫帶地區(qū)，是一種以莖干依附于寄主植物的全寄生植物，它們纏繞在其他植物上吸取水分和養(yǎng)分，全部依靠另一種植物來(lái)維系生存。

菟絲子種子在發(fā)芽時(shí)，并不是長(zhǎng)出根系來(lái)吸收營(yíng)養(yǎng)，而是伸展枝條纏繞在其他植物上吸取營(yíng)養(yǎng)。新生長(zhǎng)出來(lái)的菟絲子嫩芽必須在一個(gè)星期內(nèi)找到寄主才能活下來(lái)。菟絲子有時(shí)甚至纏繞上不只一株植物，它們就像意大利面條一樣虬結(jié)纏繞在一起。

菟絲子用它的卷須緊緊纏繞著它的寄主，攝取寄主的能量和營(yíng)養(yǎng)素，雖然不會(huì)一下子置寄主于死地，但卻會(huì)極大地影響和危害寄主的健康生長(zhǎng)。不過(guò)，這樣一個(gè)危害極大的植物“獵食者”，在找到宿主之前，它只能長(zhǎng)到約10厘米。對(duì)于菟絲子來(lái)說(shuō)，如何在發(fā)芽后的短短幾天里迅速找到寄主植物，是一個(gè)關(guān)乎生死的問(wèn)題。如果在一個(gè)星期內(nèi)找不到寄主，它就會(huì)死亡。原因在于，與大多數(shù)植物不同，菟絲子不能通過(guò)光合作用產(chǎn)生自己的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也不能落地生根。所以，宿主植物是它唯一的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。菟絲子為了生存必須做出明智的選擇。番茄植物是它的優(yōu)先選擇，其提供的營(yíng)養(yǎng)明顯超過(guò)其他植物。當(dāng)然，如果在沒(méi)有選擇的情況下，菟絲子也會(huì)纏繞上附近的其他植物。

菟絲子的嗅覺(jué)能力很強(qiáng)，可聞到番茄植物釋放出的揮發(fā)物的氣味。這種由乙醇、乙醛和萜烯構(gòu)成的化學(xué)物質(zhì)，聞起來(lái)很像香水。眾所周知，植物能夠通過(guò)散發(fā)氣味來(lái)吸引昆蟲(chóng)授粉。而莫拉埃斯的研究發(fā)現(xiàn)，植物不但能傳達(dá)“來(lái)吧，我這里有好吃的”這樣的信號(hào)，而且還能表達(dá)其他一些特殊的意思。昆蟲(chóng)攻擊植物，植物在壓力下釋放出各種化學(xué)物質(zhì)。例如，一種煙草植物在受到飛蛾侵害時(shí)，會(huì)發(fā)出某種信號(hào)招徠飛蛾的天敵黃蜂，利用后者保護(hù)自己。植物的這種反應(yīng)能力表明，它們并不像我們想象的那樣始終處于被動(dòng)地位，毫無(wú)抵抗能力。莫拉埃斯說(shuō)，我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不能釋放化學(xué)物質(zhì)的植物。更神奇的是，寄生植物不但能感知植物發(fā)出的氣味，還能精確區(qū)分各種不同的氣味，以做出正確的選擇。

那么，菟絲子是如何被番茄吸引過(guò)來(lái)的呢？研究人員認(rèn)為，它們是通過(guò)番茄釋放的化學(xué)氣味來(lái)來(lái)準(zhǔn)確定位其位置的。為了證明這一假設(shè)，研究人員給菟絲子準(zhǔn)備了多種潛在的“獵物”讓它們選擇。他們想知道一種喜歡纏繞番茄植物的菟絲子藤是如何尋找到寄主的，它們又是如何通過(guò)識(shí)別獵物的氣味，以驚人的準(zhǔn)確性和效率向目標(biāo)發(fā)起攻擊的。

莫拉埃斯說(shuō)：“我們想要弄清楚這種寄生植物是如何發(fā)現(xiàn)目標(biāo)線索的，是通過(guò)視覺(jué)還是別的什么途徑。我們的首要問(wèn)題是，它能找到寄主植物嗎？如果我們給它設(shè)置一些障礙，比如讓寄主植物脫離它的視線范圍，它還會(huì)繼續(xù)向著寄主植物所在的方向生長(zhǎng)嗎？”

研究人員將菟絲子嫩芽安置在幾個(gè)可能的目標(biāo)附近，包括幾盆濕潤(rùn)的土壤，幾小罐染色的水（以營(yíng)造出彩光效果），幾株番茄幼苗，一杯融入了從番茄植物中提取的化學(xué)氣味的水。此外，還有一株用橡膠制作的人造番茄。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菟絲子嫩芽會(huì)向著番茄幼苗的方向，以及那杯散發(fā)著番茄氣味的水延伸過(guò)去，對(duì)人造番茄植物它們則完全沒(méi)有興趣——無(wú)論后者被做得多么逼真，與真的番茄植物多么相像，就算加上濕潤(rùn)的土壤和裝著紅水或綠水的小瓶子，菟絲子都不為所動(dòng)。而當(dāng)研究者將從番茄中提取出來(lái)的散發(fā)著獨(dú)特氣味的化學(xué)物質(zhì)涂抹在橡膠番茄上時(shí)，菟絲子就立即將它的卷須向著橡膠番茄的方向卷去。

研究人員有時(shí)還故意將寄主目標(biāo)隱藏起來(lái)，讓菟絲子藤“看”不到它們。在這種情況下，菟絲子嫩芽仍然會(huì)通過(guò)“嗅聞”氣味向著目標(biāo)方向生長(zhǎng)。通過(guò)將菟絲子嫩芽安置在不同植物的附近，研究人員發(fā)現(xiàn)，菟絲子最喜歡的植物之一是番茄。如果讓它們?cè)诜押托←溨g進(jìn)行選擇，它們總是選擇番茄。如果有兩種以上的寄主植物，菟絲子會(huì)做出最有利于自己的選擇。比如在番茄和小麥中，番茄顯然是它們的第一選擇。當(dāng)然，如果只有小麥，菟絲子也不會(huì)放過(guò)機(jī)會(huì)。

研究人員對(duì)構(gòu)成番茄氣味的7種成分進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，吸引菟絲子的有3種成分。其中一種成分也出現(xiàn)在小麥的化學(xué)氣味中，但小麥的化學(xué)氣味中有一種成分是菟絲子很討厭的。這一發(fā)現(xiàn)也許可以幫助研究人員研發(fā)出控制菟絲子危害小麥農(nóng)作物的辦法。

菟絲子有許多俗稱，如“勒死草”、“女巫的鞋帶”等，在美國(guó)被列入危害最大的十大雜草，這些雜草每年給美國(guó)農(nóng)民造成數(shù)百萬(wàn)美元的損失。除了專門攻擊番茄作物的菟絲子，還有150種其他種類的菟絲子分別以其他許多經(jīng)濟(jì)作物為攻擊目標(biāo)，包括胡蘿卜、小紅莓、洋蔥、柑橘樹(shù)和苜蓿等。菟絲子很難被徹底清除掉，因?yàn)槌輨┩瑫r(shí)也會(huì)殺死寄主植物。