靠“卷”而生的菟絲子

“卷”的本意是彎曲，而如今人們對“卷”字的理解已經內化成一種被競爭的含義，強調競爭的不必要、不理性對人精神的打擊和摧殘。然而，菟絲子的“卷”是不同的，它以“卷”而生存，總是想方設法纏繞別的植物。

菟絲子是旋花科菟絲子屬植物，是纏卷生長的一年生草本，全球大約有170種，廣泛分布于世界各地。菟絲子通過纏繞的方式，在與寄主植物接觸后，會立即啟動一種獨特的多細胞器官——吸器。凸起的吸器可以穿透寄主植物的表皮、皮層，最終與寄主植物的維管束組織形成廣泛連接，從寄主植物處獲得水分、營養物質和有機代謝物等，以此維持自身生長。吸器還能通過病毒、蛋白和信使核糖核酸與寄主植物進行信息交流，這對菟絲子自身調控至關重要。吸器是寄生植物區別于其他植物的顯著特征，作為物質和信息交流通道的存在，將兩個不同的物種建立起別樣的“緣分”。

當然，寄生作用不可避免地會對寄主植物造成一定程度的傷害，影響寄主植物的生長和形態，嚴重者還會導致寄主植物發育延遲甚至死亡。研究表明，在菟絲子寄生后，番茄會通過釋放活性氧和乙烯等防御信號產生抗性，而加拿大一枝黃花等易感植物則對菟絲子缺乏有效的防御能力。

菟絲子是完完全全的異養植物，因為它們不含葉綠素，生長所需要的營養完全靠寄主植物提供。在構建南方菟絲子高質量參考基因組的基礎上，中國科學院研究人員發現菟絲子和同家族的牽牛花在分化前共同經歷了一次全基因組三倍體加倍事件，丟失了自養植物中11.7%的保守同源基因。該成果解釋了菟絲子根丟失和葉退化的現象，并推測菟絲子為了更好地在進化過程中適應寄生環境，主動將部分生理功能和器官退化，只保留生長發育和繁殖所必需的結構，以便從寄主植物身上汲取營養。同時，菟絲子吸器中的高表達基因和自養植物中根的高表達基因相同，這說明為了彌補部分器官的退化，菟絲子專門加強了與寄主植物物質交流相關的器官功能。

雖然菟絲子的寄生對象廣泛，常見的有茄科、蒺藜科、菊科、豆科等植物，但是并非所有植物都會被菟絲子“盯”上。那么，菟絲子是如何在自然界中定位到心之所向的寄主植物呢？研究發現，在只放置番茄揮發物質的情況下，五角菟絲子依然表現出與番茄植株相似的趨向效果，而吸引菟絲子的番茄揮發物質的主要成分為α-蒎烯、β-月桂烯，2-蒈烯、對傘花烴和檸檬烯等。

被子植物開花是它們窮其一生都要完成的大事，除了不可抗拒的因素之外，它們往往通過葉片感知光照和溫度等環境變化來調控開花行為。但是，菟絲子的葉子已經退化，它是如何調控自身來完成開花的使命呢？一般情況下，植物體內存在一類調控開花的重要物質，叫作成花素，在適宜的環境條件刺激下，葉片會產生成花素，并輸送到頂端分生組織，誘導其開花。菟絲子開花的信號物質就來源于寄主植物的成花素。也就是說，菟絲子通過“竊聽”寄主植物的開花信號，來保持與寄主植物高度一致的開花時間，從而保證自己在開花結果期間從寄主植物身上獲得豐厚的營養物質，保證后代的品質。

菟絲子之所以靠“卷”而存在，完全是因為它們會窮其所能地獲取寄主植物身上的養分和能量。