植物和昆蟲竟然在夜晚干這種事..

你有沒有注意過這樣的現(xiàn)象：一些植物的葉片頂尖或邊緣總是掛滿亮晶晶水珠。

比如這樣，

圖片來源：維基百科

或是這樣，

圖庫版權圖片，不授權轉(zhuǎn)載

可能很多人都以為這是露珠。然而，這并不是。露珠一般會鋪滿葉面，在葉片表面形成一層水膜，水珠排列沒有規(guī)律。但這些水珠會整整齊齊地排列在葉片邊緣。這種奇妙的現(xiàn)象，叫吐水（Guttation），往往發(fā)生在植物的生長期。

葉片上面的露珠，圖庫版權圖片，不授權轉(zhuǎn)載

01

植物吐水現(xiàn)象并不罕見

三百多年前就有人觀察到了植物吐水的現(xiàn)象，不過當時的人們只是把它當成一種偶然現(xiàn)象。隨著在越來越多的植物（尤其是草本植物）中都發(fā)現(xiàn)了吐水現(xiàn)象，植物吐水已被如今的學界認定為普遍現(xiàn)象，從而也正式擁有了名字。

植物的吐水現(xiàn)象其實并不罕見，水稻、小麥、大麥、甘蔗等許多常見的植物，在生長季都有吐水現(xiàn)象。不同于植物的傷流或者泌膠現(xiàn)象，吐水并不是植物受傷后分泌液體，而是自然形成的、為了保持體內(nèi)水分平衡的措施。在夏季，植物快速生長、代謝旺盛，吐水更是頻繁。

吐水現(xiàn)象一般在夜晚發(fā)生，因為在夜晚，植物根部仍然在源源不斷吸收土里的水分與無機鹽，但植物蒸騰作用變?nèi)?，就只能通過葉子邊緣的微小水孔排出多余的水分，形成葉片邊緣掛滿亮晶晶水珠的現(xiàn)象。

絕大多數(shù)吐出的水都會排列在葉片的邊緣，這是因為葉片的邊緣有特化的排水組織，稱為排水器(hydathodes)，由特化的氣孔形成排水孔向葉片外排水，它們緊連著一個空腔來儲存水分，水分則來源于與葉子內(nèi)維管組織相連的通水組織。

植物葉片排水器結構，圖片來源：參考文獻1

02

植物“吐”的水能養(yǎng)活一群昆蟲

一般而言，植物“吐水”能夠排出夜晚根部吸收的多余水分，對維持植物葉片與體內(nèi)的水分平衡有著重要的作用。

不僅如此，在后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，葉片的排水器和維管組織是連在一起的。研究人員猜測，“吐”出的水中可能還含有維管運輸?shù)钠渌镔|(zhì)，比如礦物質(zhì)、糖、蛋白質(zhì)等?？茖W家也早已發(fā)現(xiàn)，有許多昆蟲會吸食植物吐水形成的小水珠，但最初只是認為這些昆蟲單純在補充水分。

而“植物吐水含有大量營養(yǎng)”結論的突破口來自于藍莓?？茖W家發(fā)現(xiàn)藍莓不僅吐水量驚人，而且吐的水十分受昆蟲的歡迎。

藍莓的吐水現(xiàn)象，以及吃水的各種昆蟲，圖片來源：參考文獻2

這說明，植物吐水可能并不僅僅只是昆蟲的水源，還有可能是昆蟲們重要的食物來源。

為了驗證這個結論，科學家采集了藍莓吐的水，同時收集了經(jīng)常采集藍莓吐出的水的三種昆蟲：包括一種果蠅（Drosophila suzukii），屬于草食昆蟲，一種寄生蜂（Aphidius ervi），是寄生性昆蟲和一種草蛉（Chrysoperla rufilabris），是捕食性昆蟲，它們代表著三個不同的營養(yǎng)級。

接下來，科學家用收集的藍莓植物“吐”的水、純水、糖水、純蛋白與糖水蛋白混合液去喂養(yǎng)這三種昆蟲。

結果發(fā)現(xiàn)，只喝純水的昆蟲不能存活下來，喝藍莓植物“吐”的水的昆蟲、喝糖水的昆蟲以及喝混合液體的昆蟲都能好好地存活下來。喝藍莓植物“吐”的水的昆蟲壽命甚至比肩拿糖水喂養(yǎng)的蟲蟲們。

喂養(yǎng)不同營養(yǎng)液后三種不同昆蟲的壽命，綠線表示喂養(yǎng)藍莓的吐水液，圖片來源：參考文獻2

不僅如此，科研人員還將喂養(yǎng)不同營養(yǎng)液的昆蟲雌蟲進行交配，讓其受精后產(chǎn)卵，查看它們的產(chǎn)卵量是否會受到影響。結果表明，喝植物吐水的昆蟲并沒有受到影響，藍莓植物吐水堪稱“天然營養(yǎng)液”了。

通過測量，科學家也發(fā)現(xiàn)，藍莓吐的水中糖與蛋白的含量都很高，分別達到1.5克每毫升和4.3毫克每毫升?；壑刑堑暮考s為0.4克每毫升，藍莓植物“吐”的水比花蜜含糖量還要高三倍。（這么有營養(yǎng)，筆者都有喝藍莓“吐”的水的沖動了）。

因此，對于采食藍莓吐水的昆蟲來說，它是一種十分好的營養(yǎng)來源。這可能是除花粉，花蜜、蜜露之外，植物生產(chǎn)的第四大類營養(yǎng)物質(zhì)。此外讓植物吐水更勝一籌的，是它產(chǎn)生的量、持續(xù)的時間比其它三者都要長。

植物吐水含有豐富營養(yǎng)物質(zhì)，難道只是為了養(yǎng)活昆蟲？按照自然界的規(guī)律，事情肯定沒有那么簡單。

03

植物吐水：養(yǎng)天敵的天敵來保護自己

藍莓“吐”這么多水，還是一種開放資源，似乎昆蟲只要捷足先登，就都能吃上一口。那么，這種吐水現(xiàn)象會不會吸引大量的草食昆蟲，不僅把“吐”出的水喝了，還會把植物葉子給吃光呢？

科學家在野外實驗中統(tǒng)計調(diào)查了藍莓吐水吸引到的昆蟲群落。在野外，有大量的昆蟲去取食藍莓吐的水，與人工去除吐水的藍莓植株相比，吐水植株明顯吸引了更多的寄生蜂類、捕食性的昆蟲如草蛉等，但吸引的草食性昆蟲數(shù)量卻減少了很多。也就說，藍莓通過“吐”出的水，吸引了更多自己天敵的天敵，從而能更好地保護自己。

與對照組相比，吐水的藍莓植物吸引了更多捕食性昆蟲和寄生昆蟲，吸引的草食性昆蟲量減少，圖片來源：參考文獻2

更有趣的是，吐水的植株上，蚊子的數(shù)量明顯下降了?？赡苁且驗槭艿搅似渌妒痴叩耐兀米觽儾坏貌环艞壛诉@種營養(yǎng)物質(zhì)。這或許可以成為一種新型的防蚊手段。

吐水在作物中相當普遍，如果能控制農(nóng)作物的“吐水配方”，說不定就能實現(xiàn)一種新的生物防治，讓農(nóng)作物自己吸引更多捕食性昆蟲來對抗天敵，“借刀殺蟲”，實現(xiàn)從上到下的防蟲調(diào)控。

植物吐水不僅是植物重要的水分平衡調(diào)節(jié)手段，它還具有重要的生態(tài)功能，靠著吐水里的物質(zhì)調(diào)控著“朋友圈”。

也許某一天，通過人工調(diào)控植物吐水中含有的物質(zhì)，還能實現(xiàn)對某物質(zhì)的富集。這樣，我們不僅能采集藍莓的果實，還能采收藍莓吐的水，實現(xiàn)天然的藍莓“吐水”汁生產(chǎn)，美味又營養(yǎng)。不知道那個時候，你是否愿意來嘗試一下呢？

參考文獻:

[1] Mondal, FLS,FIAAT, Amal. (2014). Guttatin-A Natural Phenomenon:Useful medium for production of Recombinant Proteins.

[2] Urbaneja-Bernat P, Tena A, González-Cabrera J, et al. Plant guttation provides nutrient-rich food for insects[J]. Proceedings of the Royal Society B, 2020, 287(1935): 20201080.

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