捕蝇草是怎样知道闭拢叶子的时机的?樱花树又是怎样知道何时应该开花的?它们真的能记住天气吗?著名生物学家丹尼尔·查莫维茨在《植物知道生命的答案》中,对植物如何体验世界给以严谨而引人入胜的介绍。C6f文惺网
尽管植物靠空气传播的化学信号受到邻近植物影响的现象,已经是公认的科学事实,但许多疑问还仍然存在:植物真的在彼此通讯吗?C6f文惺网
为了解决这些问题,墨西哥伊拉普阿托高等研究中心的马丁·海尔在最近几年里一直在研究野生棉豆。海尔知道当棉豆被甲虫取食时,它会产生两种反应。被昆虫取食的叶子会向空气中释放混合挥发物,而花会制造蜜汁,吸引以甲虫为食的节肢动物。C6f文惺网
海尔和他的同事把已经被甲虫侵害的棉豆植株放到与甲虫隔离的植株旁边,并监测不同叶子周围的空气。海尔发现,同一棵植株上被取食的叶子和健康叶子释放的气体中,其挥发物完全相同,而作为对照组的叶子,其周围的空气却完全不含这些物质。此外,与受到甲虫侵害的植株相邻的棉豆健康叶子周围的空气中也含有挥发物,而且和在被取食的植株那里监测到的物质也相同。这些健康植株同样也不太可能再被甲虫摄食。C6f文惺网
这一组实验显示,未受害的叶子如果与受害叶子邻近,就可以在防御昆虫上具备优势。但是海尔仍不相信受害叶会向其他植株“说话”,警告它们近在咫尺的侵害。相反,他怀疑邻近的植株恐怕是像窃听一样“窃嗅”了受害植株的内部信号,这个内部信号本来是发给同一植株的其他叶子的。C6f文惺网
海尔用一种简单而精巧的方法改进了实验设置,以检验他的假说。他把两棵棉豆植株彼此靠近放置,但用塑料袋把受害叶密封了24小时。这回当他再检查和第一次实验相同的4种类型的叶子时,结果就有所不同了。受害叶仍然释放和以前相同的化学物质,同一棵豆蔓上的其他叶子和邻近植株的叶子现在却和对照组植株一样,它们周围的空气中没有这些物质。C6f文惺网
海尔和他的团队打开包裹受害叶的塑料袋,用风扇把受害叶周围的空气吹往两个方向:其一是向同一棵豆蔓上端的相邻叶子吹,其二是向远离豆蔓的空气中吹。他们检查了从茎蔓高处的叶子散发出来的气体,测量了它们产生的蜜汁量。被受害叶散发的气体吹拂到的叶子自己开始散发同样的气体,并同时产生蜜汁。没有暴露在受害叶散发的气体之中的叶子则没有变化。C6f文惺网
这个结果揭示,如果一片叶子被昆虫或细菌侵害,它会释放气味,警告兄弟叶保护自己免受迫在眉睫的侵害,这就好比在中国长城的烽火台上点火是在警告即将到来的袭击一样。通过这种方式,“嗅”到了受害叶散发的气体的叶子对于接连而至的暴力侵害有了更强的抵抗力,这就保证了植株自身的存活。C6f文惺网
|