如果植物被侵犯了

慧欣

跟兩棲動(dòng)物常年的廝殺相比，植物似乎與世無爭(zhēng)，生活得和諧而寧靜。但如果你仔細(xì)地觀察它們，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些弱小生命的生活并不太平，因?yàn)閹装偃f年來，貪婪的蟲子就像《植物大戰(zhàn)僵尸》里的僵尸，總在尋找著機(jī)會(huì)對(duì)植物下口。那么，這些不會(huì)跑也不會(huì)叫喚的植物就只能坐以待斃嗎？情況并不是這樣的，因?yàn)橹参锊皇潜粍?dòng)的受害者，它們已經(jīng)進(jìn)化出了強(qiáng)大的防御措施。

戰(zhàn)斗提前預(yù)備：釋放化學(xué)彈

在《植物大戰(zhàn)僵尸》里，豌豆射手是第一道防線，只要僵尸來犯，就會(huì)用豌豆回?fù)?。在真?shí)的植物世界，在害蟲進(jìn)攻時(shí)，植物也會(huì)拉起第一道警告防線———釋放化學(xué)彈。

如果一只昆蟲咬了一口植物的葉子，葉子馬上就會(huì)釋放揮發(fā)物拉響警報(bào)，化學(xué)彈會(huì)告訴植物的其他部分，以及周圍的植物鄰居，開始準(zhǔn)備火力反擊。附近收到警報(bào)的葉子會(huì)一起釋放茉莉酮酸酯激素，這種激素可以緊急制造各種針對(duì)蟲子的“毒藥”，形成植物的第一道火力線———化學(xué)武器反擊。

不要小看這些化學(xué)武器，人類的許多藥物，無論是娛樂的還是藥用的，都是從植物這些化學(xué)武器中提取來的。比如，咖啡因?qū)嶋H上是咖啡植物對(duì)昆蟲的防護(hù)劑，尼古丁是煙草植物的保護(hù)劑。這些成分或在動(dòng)物體內(nèi)有活性，影響它們的身體機(jī)能，或?qū)?xì)菌和其他微生物有毒性。

如果植物釋放這些化學(xué)彈時(shí)遇上了大風(fēng)大雨天氣，使得周圍的植物無法接到警告信息，那又怎么辦呢？別急，還有土傳真菌幫助它們。許多物種與土傳真菌有共生關(guān)系，這些真菌侵入到植物根的外層，以植物存儲(chǔ)的碳為食，反過來又幫助植物獲得氮?dú)夂土住Ｍ羵髡婢诔砷L(zhǎng)后，會(huì)一步步壯大自己的實(shí)力，通過吐出長(zhǎng)長(zhǎng)的細(xì)絲狀菌絲，殖民附近的其他植物，形成了植物間龐大的地下網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系系統(tǒng)。

在豆類植物的實(shí)驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)與土傳真菌網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來的其他植物依舊會(huì)釋放出防御性的化學(xué)物質(zhì)，沒有相連的鄰居卻并沒有意識(shí)到危險(xiǎn)。這就是為什么即使植物的化學(xué)彈打不出去，周圍的植物也已經(jīng)做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備，因?yàn)橥羵髡婢惨呀?jīng)將這一危險(xiǎn)信息成功送出。

尋求支援

人類在發(fā)起戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，常常因?yàn)楣餐娴年P(guān)系，聚集盟軍參戰(zhàn)。植物在參戰(zhàn)時(shí)，也會(huì)積極拉攏害蟲的天敵前來支援。比如，當(dāng)毛毛蟲準(zhǔn)備對(duì)歐洲玉米下口時(shí)，歐洲玉米接收到進(jìn)攻信號(hào)后，會(huì)釋放出β-石竹烯，這種物質(zhì)的氣味能招來寄生蜂，寄生蜂會(huì)產(chǎn)卵在毛毛蟲身體里，使毛毛蟲的進(jìn)食速度放緩，進(jìn)而食欲減退，幫助玉米逃過一劫。幾周后卵從毛毛蟲肚子里孵化出來時(shí)，毛毛蟲也就一命嗚呼了。當(dāng)玉米根遭受毛毛蟲襲擊時(shí)，玉米根部還會(huì)釋放β-石竹烯，招來捕食者蛔蟲。

不過，有時(shí)植物尋求支援也會(huì)招來不受歡迎的客人。許多在美國(guó)種植的玉米失去了產(chǎn)生β-石竹烯的能力，使它們受不住昆蟲的襲擊。但研究者們恢復(fù)了玉米內(nèi)部產(chǎn)生這種化學(xué)物質(zhì)的基因后，它們的根部卻開始感染病原霉菌，這種霉菌似乎錯(cuò)誤地將β-石竹烯視作是邀請(qǐng)函。這使得玉米面臨很尷尬的局面：要么屈服于霉菌對(duì)自己的損害，要么任由毛毛蟲侵犯。

設(shè)置陷阱

當(dāng)小昆蟲貪吃豬籠草分泌出的甜液時(shí)，就會(huì)被豬籠草的粘液粘住掙脫不掉，直至死亡。食蟲草食人花散發(fā)腐敗的氣味誘惑昆蟲，大概吃掉了10只新鮮的昆蟲后，才會(huì)開出一朵艷麗的大花。但大多數(shù)的植物沒有進(jìn)化出這么可怕的陷阱，它們做得最多的，只是設(shè)置陷阱釋放化學(xué)毒素來自保。

十字花科家族的植物（包括西蘭花、白菜、芥菜），會(huì)儲(chǔ)存一些看似無害的化學(xué)物———硫代葡萄糖苷在細(xì)胞區(qū)室里，旁邊有一種叫做黑芥子酶的酶類，這兩者中間由一層薄薄的細(xì)胞墻隔開。當(dāng)一個(gè)不速之客來吃葉子時(shí)，它會(huì)破壞掉這堵細(xì)胞墻，這時(shí)黑芥子酶會(huì)和硫代葡萄糖苷發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)毒素，使捕食者籠罩在毒物中，就是這些反應(yīng)使得十字花科植物有點(diǎn)苦味并具有抗氧化劑的特性。

不過，只有當(dāng)這些化學(xué)陷阱有效時(shí)，植物才會(huì)繼續(xù)投入更多資源創(chuàng)造毒素。咬食的昆蟲比如毛毛蟲一般會(huì)觸發(fā)了陷阱，使得植物提高毒素生產(chǎn)量。然而，吸食植物者比如蚜蟲，習(xí)慣用針管吸食就可以避開這種陷阱，植物并不會(huì)浪費(fèi)資源在這種無效的武器上。

間諜游戲

在幾百萬年與蟲子打交道的過程中，一些植物已經(jīng)聰明到破譯了敵人的交流密碼，并成功地用它們來發(fā)送假信息。

比如，當(dāng)蚜蟲遭受攻擊時(shí)會(huì)釋放信息素β-金合歡烯，這個(gè)信息會(huì)告訴其他的蚜蟲：我們被困，快點(diǎn)逃生。于是，植物在受到蚜蟲攻擊時(shí)，也會(huì)釋放β-金合歡烯，通過模仿蚜蟲的警告信息來嚇退它們。

大部分植物釋放的β-金合歡烯是與其他化合物混合在一起的，蚜蟲在多次被騙后，已經(jīng)學(xué)會(huì)忽視了它們。不過野生土豆已經(jīng)找到改進(jìn)這些信號(hào)的方法了，它們會(huì)在微小葉毛的末端上的球莖里儲(chǔ)存大量的β-金合歡烯，當(dāng)蚜蟲登陸上葉子時(shí)，它的腿首先會(huì)被黏到有粘性的葉子表面，當(dāng)蚜蟲試圖擺脫困局時(shí)，一個(gè)輕微的甩腿動(dòng)作就會(huì)打破球莖，釋放出高濃度的β-金合歡烯，拉響蚜蟲的報(bào)警系統(tǒng)，警告周圍的蚜蟲不要輕舉妄動(dòng)。

緊急救援

植物會(huì)受傷嗎？這是一定的。植物會(huì)被人類不小心踩踏，或受到疾病和昆蟲的攻擊，或被食草動(dòng)物嚼爛，這時(shí)，它們會(huì)散發(fā)出不同氣味的混合物，這些混合物有的是對(duì)付昆蟲的“毒藥”，有的是用來療傷的“解藥”。比如，你如果將一片葉子撕開，葉子流出綠色的汁液，但隨后汁液就會(huì)凝固，就像動(dòng)物流血后又結(jié)疤止血一樣。這是因?yàn)槭軅闹参镆矔?huì)產(chǎn)生一種叫做損傷激素的創(chuàng)傷激素，能刺激細(xì)胞分化，“包扎”傷口，起到像動(dòng)物傷口里血栓止血的作用，這些反應(yīng)可以在被襲擊的幾分鐘內(nèi)發(fā)生，也就是說植物可以邊包扎傷口邊投入戰(zhàn)斗。

除了“止血”，一些植物綠葉揮發(fā)物的化合物還會(huì)發(fā)揮“消炎”的作用，保護(hù)受傷的組織免受真菌的感染。在割草時(shí)，你聞到的新鮮草香，就是這種化合物的味道。它們也會(huì)向鄰居釋放警告信號(hào)，提醒危險(xiǎn)正在面前，所以在你聞到濃濃的青草香時(shí)，可能植物間正在驚叫著告訴彼此：“危險(xiǎn)！”

以昆蟲的繁衍速度和貪吃能力，理論上可以吃掉自古以來的所有植物，而正是由于植物的反擊能力和自救能力，才使得到現(xiàn)在昆蟲只吃掉了全球植物量的10%。不過，昆蟲已經(jīng)開始針對(duì)植物的化學(xué)防御發(fā)展出解毒劑，包括中和毒素的能力，這個(gè)壓力使植物也得發(fā)展出新的技能。就像紅桃皇后理論說的“你只有不停地奔跑，才能停留在原地”的那樣，你只有不斷進(jìn)化，才能生存下去。而植物和昆蟲的軍備競(jìng)賽還將繼續(xù)升級(jí)下去。

（鮑奎松摘自《大科技·科學(xué)之謎》2016年第8期）