植物遭攻击可快速发出求救信号

顾汉现

植物遭攻击可快速发出求救信号


日期: 2010-10-14  


吸引人的连续剧每天都在美国犹他州西南部的一个自然保护区中上演。当蛾子的幼虫正在攻击一类烟草植物并狼吞虎咽地吞吃着叶片时，后者正在悄悄地照料着自己的生意。这些植物会向另一种名为“大眼虫”的昆虫释放出一种化学求救信号，而后者会很快到达现场并向毛虫展开攻击。如今，研究人员发现，这种警报信号能够被闪电般地发出，并且经过了一个奇异的转化，而毛虫似乎还会帮助发出这种召唤。

   

科学家们早就知道，植物在遭受食草动物的围攻时会发出复杂而特殊的化学信号，用以吸引食肉动物。然而植物合成这些化合物需要数小时乃至一天的时间。“这是天大的新闻。”研究报告的作者、德国耶拿市马普学会化学生态学研究所的生态学家Ian  Baldwin这样说道。别忘了一只食肉动物绝对不想当它赶到时却发现食草动物已经离开了。在日前出版的《科学》杂志上发表的这项新研究揭示了一种更为迅速的求救信号。

   

Baldwin研究团队的研究生Silke  Allmann首先发现了这种信号的线索，当时她正在研究绿叶性气味物质（GLV）——构成一个鲜切草坪的青草气味的一组化学物质——的化学分析结果。植物每当被损坏时便会释放GLV。然而来自烟草植物的GLV却有两个种类，通常被称为(Z)-同分异构体和(E)-同分异构体。Allmann发现，当一株植物被一台剪草机或一把刀切割时，它便会释放更多的(Z)-GLV而非(E)-GLV。但是如果有一只烟草天蛾幼虫（Manduca  sexta）吞吃叶片，(Z)-化合物和(E)-化合物便会以相等的数量被释放。

   

为了搞清这对于食肉动物是否具有差别，研究人员将毛虫卵黏在叶片上，并在它们的旁边抹上一团包含有不同GLV混合物的糊状物。具有更多(E)-GLV的混合物吸引了更多的Geocori属大眼虫，后者在虫卵上戳出了一个洞并吃掉了内容物。

   

Allmann同时还试图在植物中寻找能够改变不同形式的分子比率的化学反应，但是她一无所获。因此她寻思，是否来自毛虫的酶刚好在植物释放其GLV后造成了某些变化。实际上，她发现，毛虫的唾液能够将一种形式的（Z）-GLV分子转化为（E）-GLV分子。Baldwin表示：“这便是真正变得古怪的地方。一只毛虫为什么要对自己这么干？”他推测，(E)-GLV或许有助于杀死毛虫消化道中的微生物。

   

美国Hickory  Corners密歇根州立大学凯洛格生物学站点的生态遗传学家Jeffrey  Conner指出，毛虫用自己的唾液帮助发出对自己的死亡执行令的事实是一个“怪异而新奇的转变”。Conner表示，为什么改变植物化合物的混合会有利于毛虫，未来的试验或许会给出一些理由。（科学时报）