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受到伤害,植物也会喊救命

花匠小妙招
2025-01-01 17:40

　　齐鲁晚报·齐鲁壹点记者　于梅君　　

　　人们常说“鸟语花香”,其实,不光鸟能语,花也能言。植物的世界远比我们想象中热闹。

　　和“亲朋好友”一起生长,它们会协调关系避免“窝里斗”；遇到敌人袭击,它们会迅速向伙伴发出警告,并释放毒素御敌；看到小蜜蜂,花儿们会欣然释放出更多糖分……你可能觉得这是童话,然而科学家发现,虽然植物可能没办法直接回应你,可它们之间其实是能交流的。

压力山大时,植物也会尖叫

　　英国植物学家很早就知道植物有“语言”了。他们通过一种特殊仪器——植物探测仪,把仪器线头与植物连接,人戴上耳机就能“听到”植物“说话”。正常情况下,植物发出的声音节奏轻微,曲调和谐；但遇到恶劣天气或人为侵害时,它们就会发出低沉、混乱的声音来表现痛苦。

　　花花草草缺水时会发“牢骚”。因为缺水时,其运送水分的维管束会绷断,发出“超声波”。这种声音很低,一般情况下听不到,因为它比两人说悄悄话的声音还低1万倍。渴了能发出这种“超声波”的有苹果树、橡胶树、松树等,科学家将植物的语言称作“微热量语”。

　　为捕捉植物的声音,以色列科学家给番茄和烟草设定两种困境,一是干旱,二是茎被切割。实验开始前,它们都在湿润的土壤中健康生长。实验开始后,植物命运就有了区别:一部分再也没被浇水,一部分被切断茎,还有部分继续在正常条件下生活,是对照组。

　　实验在隔音箱里进行,收音设备就放在距植物10厘米远的地方。结果,不论是遭受干旱胁迫的植物,还是茎被切断的植物,都发出不小的声响:音量在65分贝左右(通常两人面对面讲话的音量约有60分贝),频率在20000—100000赫兹之间,是超声波。

　　这些叫喊声十分频繁。受干旱胁迫的番茄植株,平均每小时发出35声,烟草植株是11声。而当茎被切割,番茄植株在接下来的一小时内,平均发出25声,烟草植株则是15声。相比之下,没遭干旱又没被切割的植物,只是偶尔发出声音。科学家相信,这些超声波就是植物面临生存压力时做出的反应。

　　这些声音是怎么形成的?原来,缺少水分时,植物的木质部中,水里溶解的空气会形成气泡,气泡不断膨胀乃至爆裂,形成空穴现象,这会让植物体内的应力重新分布,当应力在一个部位集中,就可能快速释放出大量能量:机械能转化为声能,这个过程称为“声发射”。

“邻居”间会互相警告:敌人来了

　　植物可不只是傻呆呆地站在那里,它们比我们想象得活跃多了。美国神经学家盖吉在含羞草上加装的电极显示,当含羞草被碰触时,它会发送电子讯号给叶梗,使其移动叶片而闭合。

　　物理学家瓦格纳通过实验,找到了植物沟通的证据,并把它们相互交流的语言媒介称为“W波”。

　　瓦格纳发现,当我们砍下一棵树后,几秒之内相邻的树木会发出电脉冲,通过测量,这种“W波”的速度约为3秒/英尺。当把一株健康的小枫树苗和一株被动物咬伤的小枫树苗放在一起时,健康的树苗会表现得很“紧张”。科学家据此猜测,受伤的树苗会释放出某种化学物质,警告健康的树苗:附近可能有敌人。

　　生活中也不乏这种场景:牛羊在一个地方吃一会儿草,就要跑到别的地方去。科学家发现,苜蓿的叶子被动物咬伤后,会产生一种叫蛋白酶抑制剂的化学物质,牛羊吃了会消化不良、拉肚子。而且,被咬伤的苜蓿还会警告周围的伙伴:“敌人来了,我已经被咬到,你们快快做好防御准备啊!”这样,周围一片苜蓿很快都会变得不再可口。

　　更好玩的是,这样的语言不止一种,美国加利福尼亚大学一位生态学家发现一种简称BVOCs的挥发性有机物。他在野外工作站种了许多山艾树和野生烟草,剪掉一些山艾树的叶子,并模仿昆虫牙痕对一些叶子进行伤害,被“伤害”的艾树开始释放BVOCs,向身边烟草发出警告。接收到这一警告的烟草,会释放带有防御性质的酶来保护自己。

暗送口令,决定是“战”还是“和”

　　遇到突发状况时,植物会用根传递信息。一项由中、德、英三国学者共同参与的研究发现,相邻植物可以通过根部释放的化学物质互相“对话”,以此改变生长微环境,调节养分供给,甚至影响产量。

　　以玉米为例:两棵玉米做邻居,一个生长过盛,叶子挤到另一棵玉米身上。这时,后者可把叶面上的机械刺激转换为根上的化学语言,说给对方“听”,邻居玉米便转向别的地方开疆拓土。当把受过机械刺激的玉米液体培养基,再拿来培养另一棵玉米幼苗时,后者的根“迟疑不前”,好像知道此地已被同类扎根。

　　以色列科研团队设置了一组实验,主角是6盆豌豆苗。让其中一盆豌豆苗处于干旱环境下,它会自动关闭一些气孔。几个小时后,其他5盆没在干旱环境下的豌豆苗气孔也依次关闭了。在对照组中,研究人员切断这6盆豌豆苗之间根与根的联系,没处在干旱环境的豌豆苗就没关闭气孔。研究者兴奋地发现,植物根与根之间确实有交流。

　　当非洲金合欢树被啃噬,它们叶片中的单宁酸含量就会直线上升,周围45米范围内的金合欢树也能接到信号,并在5-10分钟内厉兵秣马,合成大量单宁酸以备敌。

　　科学家发现,植物根部有个地下网络,传递消息的是一种丝状真菌。依靠这种真菌网络,一株植物遭到啃食的信息,可以在24小时内就传遍那片地方。

　　此外,中国农业大学资源与环境学院教授孔垂华团队研究证实,有亲缘关系的水稻种植在一起,根系会尽量小心翼翼地避开彼此；而非亲缘关系的水稻种植在一起则相反,它们的根系会扎得更深,更具活力和侵入性。“这与人或动物的家族关系非常一致。”孔垂华说,植物也有亲属观念并具备相应的辨识能力,对内相互协调,对外扩张领土。

跨界交流,不同物种互利互惠

　　声音同样可以帮助植物和其他生物建立互惠关系。来自英国布里斯托大学的研究人员证实,花朵能发出微弱的电信号,表示已有蜜蜂来采过蜜了,而暴露于蜜蜂的嗡嗡声时,花蜜中的糖分会增加。

　　在加里曼丹岛,食肉植物赫姆斯利猪笼草的笼子后壁,可以反射蝙蝠声波。这会吸引蝙蝠进入笼子休息,并留下排泄物以滋养植物。

　　不同植物间的交流,可以在第三方帮助下进行,这位“送信使者”,就是我们熟知的菟丝子。中国科学院昆明植物研究所的一项研究证实,它不仅外形酷似“电话线”,在不同宿主间也能起到“通信渠道”的作用。当昆虫侵害一个宿主时,这个宿主能产生抗虫信号,唤醒自身防御机制,通过菟丝子这个渠道,抗虫信号被传输到其他宿主植物,令这些植物开始戒备,增强抗虫能力。

　　不同种的植物亦可结盟,比如柳树制造的“化学狼烟”,能跨物种广而告之,被杨树、糖枫接收到。同理,利马豆遭昆虫袭击后,也能把危险信号传递出去,长在它周围的野生青豆和黄瓜,防御力更强。

　　植物跨界交流的本领不小。比如玉米,当落败于甜菜黏虫,它们可迅速合成并释放吸引寄生黄蜂的化学物质,让后者飞来在甜菜黏虫体内产卵,这就叫“借刀杀虫”。

　　可见,植物与动物、人类一样,都有“合作求生”的需求,因此进化出迥然不同的通讯系统,一点也不奇怪。一旦人类同植物间的交流变得顺畅起来,最终的获益者是人类自身,那时鲜花会开得更娇艳,果树会更加硕果累累。