人有免疫力,植物有吗?
植物在生长和发育过程中会受到多种病原物的侵袭,如病毒、细菌、真菌、线虫等。植物没有腿,不能动,不能戴口罩,难以主动避开对其自身不利的生物或非生物胁迫。它们是如何保护自己的呢?
千百年来,植物经过了岁月的洗礼,其中,植物的免疫系统发挥了巨大作用。看似娇弱的植物,也许比你想象的坚强。
植物表面有很多表皮毛,那表皮毛就是它抵御病原菌、昆虫的物理屏障。另外,它还有化学武器,病菌或昆虫接近它的时候,它就会释放出一些气体,利用这些挥发性的气体,抵抗病原菌。
先天性免疫反应是植物应对外来病原微生物侵害的一种主要策略。植物的细胞壁等结构在植物抵抗病原菌侵害过程中发挥着物理防御作用,但一些病原菌可以通过进化产生的特殊机制,来突破植物的物理防御屏障,进而对植物体进行成功侵染。除物理屏障外,植物体还往往拥有一套内在的抵抗病原菌侵染的先天性免疫系统。这个病菌一旦进入到植物体内,植物就会启动一种特殊的响应机制。一些代谢物会迅速形成,进攻病原菌,阻断病原菌入侵的路径。把病原菌限制在被入侵的单个细胞内,或者一定范围的组织内。
植物免疫的秘密是如何被发现的?
早在多年前,科学家们发现了植物细胞内发挥免疫功能的“抗病蛋白”。然而,却一直未能破解“抗病蛋白”如何帮助植物抵御“外敌”。科学家认为应该存在一种“抗病小体”存在,但从来没有人发现过,更不知道它长什么样。近年来,我国科学家利用冷冻电镜技术,在模式植物拟南介身上首次发现了 “抗病小体”的存在及其工作原理。原来,“抗病蛋白”可经一系列中间过程生成“抗病小体”。
相对于动物,植物是被动的,它不能选择生长的地方,种子落在哪里就在哪里扎根,无论这个地方与否适合生长,也无论这块土地与否肥沃,植物在此默默地顽强生根发芽。这种品质是难能可贵的。
围墙缝中生长的植物
在遭遇危险时植物也不像动物那样可以逃避,它们不能移动只有直接面对,植物是何等勇敢!在漫长的进化过程中,植物选择了坚强学会了适应,它们的生长充满着智慧,这是我今天想说的。
三种虫子在啃食柠檬花蕾
自然界对于植物的威胁很多,我觉得最普遍的莫过于虫害。阳台上我的花儿虽然不多,但是虫害却不少,尺蠖、广翅蜡蝉若虫、白粉虱…根本没有办法灭绝,因为这些害虫的妈妈总是从天而降,防不胜防。我刚把花草上的虫子清除,很快飞蛾又产下新的虫卵。对于我已是不胜其烦,何况花草!
但是并不是所有植物都没有对策,有些植物则对虫子有天然的抵抗力。这些植物体内分泌一种有毒乳汁,昆虫吃了就会毙命,有了毒汁护身再没有昆虫侵扰它们。身边常见的具有抗虫智慧的植物是琴叶珊瑚和夹竹桃,人们甚至用夹竹桃茎叶制作杀虫剂。
夹竹桃
我喜欢拍摄花草,很多时候要找到一朵不受任何伤害的健康花儿并不容易。但是琴叶珊瑚和夹竹桃则是例外,无论何时何地见到,它们每一朵都是那么健康,那么清纯。这都拜它们自身对于昆虫免疫力的智慧所赐。
大型动物也像人一样身上有时会痒痒,每当这个时候它们喜欢靠在树干上蹭,像狗熊那种笨重的身体往往会把小树木压断。所以大型动物蹭痒痒也构成树木生长的安全威胁,对于这种风险木棉树有绝招,幼年的木棉树干长满圆锥状的粗刺,“大狗熊,不拍疼你就来吧”。大型动物当然也怕刺,这些的瘤刺使木棉树得以免遭侵害。
木棉树干上的瘤刺
路边的木棉树足有30米高,它的树干基部一人多高的区域长着密密麻麻的瘤刺,这些瘤刺是它儿时抵御大型动物侵袭的武器,见证着木棉树的生长智慧。
大王椰子
生长在热带海边的植物,受台风的侵扰有时成家常便饭。在与台风斗争的漫长岁月里,它们练就了超强本领。无论是高大的椰子树,还是稍矮一些的棕榈树,它们共同的特点是:树干笔直,无枝无蔓,巨大的羽毛状叶片从树梢伸出,像是为情人撑起的一把绿色的大伞。这可不是为了浪漫,这是它们的生存智慧。
棕榈树根
它们的伞型绿叶羽毛状全部裂开,呈线状披针形。种形态不易受风,台风很容易从身边通过,它们不至于挡了台风的道受到摧残。台风威力量巨大,它们要站得稳还需在脚上下功夫。我们看到这些树木四周的根密密地整齐排列,斜斜地伸入土壤,牢牢地抓住土地。如悬索桥的悬索多股拧在一起获得巨大的强度和力量。去年山竹台风正面袭击深圳,很多树木被连根拔起,但是我几乎没有看见任何一棵椰子树或者棕榈树倒伏,充分彰显了它们抵抗台风的智慧。
神秘的抗病小分队
现有的科学研究表明,植物的体内有一支抵抗病菌的特战队,由一些功能不同的蛋白,形成各自的小分队。当病原菌入侵时,功能不同的蛋白就会快速组成一个风火轮,共同阻击病菌的入侵。
风火轮就像一群葫芦兄弟。被称为“顺风耳,千里眼”的“二娃”,能够识别病原菌。“三娃“就相当于一个通讯兵,把入侵者的警报传递给它的“哥哥们”。“大娃”的力量最大,它通过打孔的方式,杀死被病菌感染的细胞。
中国科学家最新的研究成果,解释了植物如何抗击病菌入侵的防御机理,填补了人类对植物抗病蛋白认知的空白,为研究农作物抗病蛋白提供了范本,也为农作物病虫害绿色防控提供了理论支撑和新的技术手段。
文章节选自:简书、央视科教
作者:日日如是等
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