植物也說(shuō)悄悄話

出品：科普中國(guó)

作者：張井雄（中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

你或許知道，為更好地適應(yīng)環(huán)境變化，植物不同組織或器官之間存在實(shí)時(shí)的信號(hào)和物質(zhì)交流，這對(duì)于植物適應(yīng)環(huán)境變化是極為重要的。那么，不同植物之間是否也存在類似的信號(hào)交流，像人類一樣說(shuō)“悄悄話”呢？

“悄悄話”的“傳話筒”是何方神圣？

要想讓不會(huì)動(dòng)的植物之間說(shuō)上“悄悄話”，有些時(shí)候需要有個(gè)“傳話筒”，而這個(gè)“傳話筒”就是寄生生物——菟絲子。

菟絲子是一種寄生植物，它沒(méi)有葉片，也沒(méi)有根，只保留了莖，因而無(wú)法進(jìn)行光合作用。為了生存，那就只能從外界尋求幫助了。菟絲子所需的全部營(yíng)養(yǎng)都依靠一個(gè)特殊的器官——吸器，通過(guò)這個(gè)“法寶”，它就可以和寄主建立組織連接，從而獲取水分和營(yíng)養(yǎng)，以維持生長(zhǎng)和發(fā)育。

菟絲子

（圖片來(lái)源：作者）

在自然界中，菟絲子能同時(shí)寄生多個(gè)寄主，就像網(wǎng)線一樣將不同寄主串聯(lián)起來(lái)。這為它能夠成為“傳話筒”創(chuàng)造了充分的條件。

“你聽(tīng)我說(shuō)，我被蟲(chóng)咬了”“我也是”

研究表明，在菟絲子連接兩個(gè)植物的體系中，當(dāng)其中一株植物被蟲(chóng)子取食后，另外一個(gè)寄主的抗蟲(chóng)能力也增強(qiáng)了。這是怎么發(fā)生的呢？全靠“悄悄話”！

被蟲(chóng)子取食的植物，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)信號(hào)，通過(guò)菟絲子“警告”另外一株寄主植物，提前做好防御，以減少損失。“我被吃了，兄弟你要小心！”

菟絲子“傳話”過(guò)程

（圖片來(lái)源：作者）

科學(xué)家進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，菟絲子這個(gè)“傳話筒”可算是個(gè)“萬(wàn)能工”了。

首先，菟絲子傳遞的抗蟲(chóng)信號(hào)是可以長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)運(yùn)的。也就是說(shuō)，如果將很多個(gè)寄主用菟絲子像電路一樣串聯(lián)起來(lái)，即使昆蟲(chóng)只是取食第一個(gè)寄主，與之相連的最遠(yuǎn)寄主也能夠感受到蟲(chóng)子取食信號(hào)！

其次，當(dāng)菟絲子連接兩種進(jìn)化關(guān)系很遠(yuǎn)的植物（如單雙子葉植物，甚至是更為古老的蕨類）時(shí)，它們也能夠識(shí)別彼此的抗蟲(chóng)信號(hào)，直接證明了植物抗蟲(chóng)信號(hào)的起源是非常早的，即使經(jīng)過(guò)幾千萬(wàn)年的進(jìn)化，依然能夠識(shí)別彼此的抗蟲(chóng)信號(hào)。

菟絲子

（圖片來(lái)源：維基百科）

菟絲子能夠介導(dǎo)植物間抗蟲(chóng)系統(tǒng)性信號(hào)傳遞已經(jīng)顯而易見(jiàn)了，那么，其他信號(hào)是否也可以借此傳遞？當(dāng)然可以！

菟絲子不僅能傳遞抗蟲(chóng)信號(hào)，還能傳遞高鹽信號(hào)和氮饑餓信號(hào)。有意思的是，這種信號(hào)的交流并非是單向的，而是你來(lái)我往的。換言之，兩個(gè)寄主的“悄悄話”是雙向的！

人們發(fā)現(xiàn)，菟絲子和寄主之間還存在大量RNA和蛋白質(zhì)的交流，而兩者都是生物信息的承載體，它們是否也是一種信號(hào)，還有待科學(xué)家進(jìn)行更多研究。

叢枝菌根真菌：菟絲子我來(lái)?yè)尰盍耍?/strong>