第二期:植物的嗅覺
既然,我們已經知道植物具有自己的視覺,在環境中偷偷監視著一切,那么它們有嗅覺好像也不足為奇了是不是?
但是,植物們可不僅僅有嗅覺,它們還有自己的喜好,并且能夠通過氣味來相互之間傳遞信息!
好厲害的樣子,快來看看吧~
一用來使果實成熟的植物激素——乙烯
我們都知道,把成熟的香蕉放入牛皮紙袋,再放入一個很硬的鱷梨,鱷梨就能變軟。這種方法代代相傳,收效顯著。其實,在古埃及的時候,人們就知道劃破少數幾個成熟的無花果,就可以讓整串無花果成熟。在古代中國,人們則在儲藏梨的房間里燒香,也可以讓梨成熟。20世紀初,佛羅里達的農民在用煤油加熱的棚屋中催熟柑橘。
還有太多這樣看似毫無關聯的案例,最終都走向了幫助果實成熟的結果。
科學家們做過很多假設,最終也都走向了一個結論——乙烯。所有催熟的環境中,包括煤油燃燒、線香燃燒的環境,成熟蘋果、無花果等果實周圍的空氣成分中也同樣含有乙烯。
康奈爾大學博士伊斯·湯普遜研究所提出:乙烯是用來使果實成熟的通用植物激素。正常的果實本來就會釋放這種氣體。所以一個成熟的香蕉釋放出的乙烯被硬梨“嗅”到了,梨也會很快成熟。
事實上,這種植物激素是作為一種調控因子而演化的,所有植物在生活史的整個過程中都會天然產生乙烯。它是葉片衰老的主要調控因子,在成熟的果實中也會大量產生。它能夠幫助果實均勻成熟、進而引發周邊連鎖成熟,吸引更多動物前來“圍觀”,幫助種子傳播。、
二
菟絲子的喜好:也是要看香和臭的!
我們都知道,葉綠素是幫助植物光合作用、制造營養、能夠健康成長的重要物質,但是,有一種植物,它們沒有葉片、沒有葉綠素、不能光合作用,卻居然沒有餓死,就是——五角菟絲子。
菟絲子有另外一種養活自己的方式:寄生于臨近植物,長出一種附屬器官深插到寄主的維管系統中,吸收由寄主提供的養分(但這并不是好的行為,它會危害寄主,已經被美國農業部歸入“惡性雜草”行列)。
但神奇的是,這菟絲子,居然還敢挑剔:它們有口味偏好,可不是什么植物都能被它選中!
在菟絲子幼苗生長的時候,它的莖尖會做小的圓周運動以探查周邊環境,如果選中了周邊的的植物,它就會向著它彎曲、生長、打轉,直到把自己的突起刺入寄主的莖上。
賓州州立大學的康蘇埃羅·德莫拉埃斯博士對菟絲子進行了觀察研究,發現它對番茄有著更高的偏愛。即使是在無法“看到”的環境中,它也能夠向著番茄生長。對于番茄和小麥、番茄香氣提取物和小麥香氣提取物,也都是更加偏愛番茄。因為番茄的香氣中,具有小麥沒有的兩種揮發物質,是菟絲子無法欲絕的誘惑。
可見,作為“寄生植物”,它也是知道“香”和“臭”的!
三、水楊酸:植物的防御盔甲
1983年,曾有一則新聞風靡科學界——“會說話的樹”,是說如果一些柳樹已經被天幕毛蟲所侵害,那么它們會發出信息通知臨近的其他柳樹產生抗體(酚類和單寧類物質),使得葉子味道變差,毛蟲不再來侵擾。由于病樹和其他柳樹之間并無物理聯系,所以科學家們推測病樹一定是向健康樹傳達了一種借空氣傳播的外激素信息。后來陸續有實驗能夠證實這個假設,也在多種植物的身上得到驗證。
但其中還是存在著諸多疑問,畢竟“會說話”這只是一種擬人化的形容方式,后來,墨西哥科學家馬丁·海爾和他的團隊,通過對野生棉豆的實驗研究,把這個問題向前推進了一大步。
海爾團隊研究得出:
如果棉豆上的一片葉子被昆蟲或細菌侵害,它會釋放氣味,警告兄弟葉保護自己免受迫在眉睫的侵害,通過這種方式,"嗅"到了受害葉散發的氣體的葉子對于接連而至的暴力侵害有了更強的抵抗力,這就保證了植株自身的存活。
而對于與它臨近的植株,也是從被害植株葉子之間的內部"對話"中獲益,從中獲取了關鍵信息,有助于它保護自身。也就說明了,為什么一棵植株生病,周邊的植株都能夠產生抗體。
那棉豆究竟聞到了什么東西呢?其實也是多種氣味的復合混合物。如受細菌侵害的葉子會釋放一種叫作水楊酸甲酯的氣體。
對人類來說,水楊酸是一種非常重要的物質,它是阿斯匹林(乙酰水楊酸)的化學前體,也是現代的許多除痤瘡洗面奶的關鍵成分。
對植物來說,水楊酸是加強植物免疫系統的"防御激素"。當植物被細菌或病毒侵害時就會生產水楊酸。它可溶于水,能從植物受感染的地方傳遞出來,健康部位便可以做出反應、開始防御或反擊。棉豆散發水楊酸甲酯,就是水楊酸的揮發性形態。當健康植株“聞”到了水楊酸甲酯,葉片表面吸入了這一氣體,水楊酸甲酯進入葉片深入便重新轉化為水楊酸,建立起植物新的“防御系統”。
PS:受到不同外部侵害的植物釋放的氣體也不同,如被害蟲攝食的葉子會產生一種叫茉莉酸甲酯的氣體。就像人類的免疫系統也無法完全抵抗所有病害一樣,有些時候,植株還是會互相感染,所以還是需要我們多關心它們啊~~
準確來說,植物們不具有嗅神經連接著能解釋信號的腦,但它們仍然察覺到了空氣中的揮發物,并把這一信號轉化為了生理反應,所以我們也還是愿意把它稱之為“嗅覺”。
下期預告:如果植物沒有鼻子卻能嗅到氣溫,是不是沒有手也可以觸摸東西呢?
此系列讀書筆記首次發布于公號:淘花園園藝體驗中心。