植物之間的交流

☉〔美〕丹尼爾·查莫維茨 ◎劉夙 譯

植物真的在彼此通信嗎？

為了回答這一問題，墨西哥伊拉普阿托高等研究中心的馬丁·海爾及其團(tuán)隊(duì)最近幾年一直在研究野生棉豆。海爾知道當(dāng)棉豆被甲蟲取食時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生兩種反應(yīng)：被昆蟲取食的葉子會(huì)向空氣中釋放混合揮發(fā)物，而花會(huì)制造蜜汁，吸引以甲蟲為食的節(jié)肢動(dòng)物。

海爾和他的同事把已經(jīng)被甲蟲侵害的棉豆植株放在與甲蟲隔離的植株旁邊，并監(jiān)測不同葉子周圍的空氣。海爾發(fā)現(xiàn)，同一棵植株上被取食的葉子和健康葉子釋放的氣體中，其揮發(fā)物完全相同，而作為對照組的葉子，其周圍的空氣卻完全不含這些物質(zhì)。此外，與受到甲蟲侵害的植株相鄰的棉豆健康葉子周圍的空氣中也含有揮發(fā)物，而且和在被取食的植株那里監(jiān)測到的物質(zhì)也相同。這些健康植株同樣不太可能再被甲蟲取食。

這一組實(shí)驗(yàn)顯示，未受害的葉子如果與受害葉子鄰近，就可以在防御昆蟲上具備優(yōu)勢。但是，海爾仍不相信受害葉子會(huì)和其他植株“說話”，警告它們近在咫尺的侵害。相反，他懷疑鄰近的植株是像竊聽一樣“竊嗅”了受害植株的內(nèi)部信號(hào)，這個(gè)內(nèi)部信號(hào)本來是發(fā)給同一植株的其他葉子。

海爾用一種簡單而精巧的方法改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，以檢驗(yàn)他的假說。他把兩棵棉豆植株彼此靠近放置，但用塑料袋把受害葉密封了24 小時(shí)。這回當(dāng)他再檢測和第一次實(shí)驗(yàn)相同類型的葉子時(shí)，結(jié)果就有所不同了。受害葉子仍然釋放和以前相同的化學(xué)物質(zhì)，同一棵豆蔓上的其他葉子和鄰近植株的葉子現(xiàn)在卻和對照組植株的一樣，它們周圍的空氣中沒有這些物質(zhì)。

海爾和他的團(tuán)隊(duì)打開包裹受害葉的塑料袋，用風(fēng)扇把受害葉周圍的空氣吹往兩個(gè)方向：其一是向同一棵豆蔓上端相鄰的葉子吹，其二是向遠(yuǎn)離豆蔓的空氣中吹。他們檢查了從莖蔓高處的葉子散發(fā)出來的氣體，測量了它們產(chǎn)生的蜜汁量。被受害葉子散發(fā)的氣體吹拂到的葉子開始散發(fā)同樣的氣體，同時(shí)花產(chǎn)生蜜汁。沒有暴露在受害葉子散發(fā)的氣體之中的葉子則沒有變化。

這個(gè)結(jié)果揭示，如果一片葉子被昆蟲或細(xì)菌侵害，它會(huì)釋放揮發(fā)物，警告其他葉子保護(hù)自己免受迫在眉睫的侵害，這就好比點(diǎn)燃中國長城上的烽火臺(tái)是在對即將到來的襲擊發(fā)出預(yù)警。通過這種方式，“嗅”到了受害葉子散發(fā)的化學(xué)物質(zhì)的葉子對于接連而至的暴力侵害有了更強(qiáng)的抵抗力，從而保證了植株自身的存活。