植物不能跑也不能躲藏,因此它们需要其他策略来避免被吃掉。有些植物会卷起叶子;另一些植物如果感觉到动物在它们身上流口水、咀嚼它们或在它们身上产卵——所有这些都是攻击的可靠信号——就会产生化学物质让自己味道难闻。新的研究现在表明,一些植物可以在食草动物发动攻击之前就检测到它们,从而让植物建立先发制人的防御机制,甚至可以对抗其他害虫物种。
当威斯康星大学麦迪逊分校的生态学家约翰·奥洛克将蜗牛黏液——动物在滑动时分泌的润滑粘液——喷洒到土壤中时,附近的番茄植株似乎注意到了。它们增加了名为脂肪氧化酶的酶的水平,已知这种酶可以阻止食草动物。“没有任何植物真正受到攻击,”奥洛克说。“我们只是给了它们暗示攻击即将到来的信号,这足以引发它们化学成分的巨大变化。”
最初奥洛克发现这种防御机制对蜗牛有效;在最新的研究中,他的团队测量了黏液警告对另一种潜在威胁的影响。研究人员发现,通常狼吞虎咽地吃番茄叶的饥饿毛毛虫,在植物暴露于蜗牛黏液并激活其化学抗性后,对番茄叶失去了胃口。奥洛克说,这种非特异性防御可能是一种策略,通过进一步提高植物的整体生存几率,让植物物有所值。他和他的同事在三月份的《生态学》杂志上报告了这一结果。
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蜗牛的靠近可以触发植物反应,从而影响另一种动物的发现,这引起了加州大学戴维斯分校的植物通讯专家理查德·卡尔班的兴趣,他没有参与这项研究。“植物在受损之前就做出反应,并且这些线索具有如此广泛的影响,这一点非常重要,”卡尔班说。他补充说,这项研究是全面的,但他想知道番茄植株是如何检测到从未真正接触过它们的蜗牛黏液中的化学物质的。
“这是价值百万美元的问题,”奥洛克说。他希望未来的研究能够梳理出使植物能够感知这些相对遥远的线索的机制。