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植物或许没有大脑,但它们拥有某种意义上的神经系统。这也就是为什么路边的野花你不要采?因为它们会“疼”。
9月13日发表在《Science》上的一项新研究表明,当一片叶子被“侵害”时会释放疼痛信号来警告左邻右舍。这几乎与人和其他动物的行为是一样的。该研究正在揭开一个长久以来存在的谜团,即植物体不同部位之间是如何相互交流的。
研究人员认为,植物有这种反应很大程度上是为抵御昆虫进化的结果,而且它非常敏感,毛毛虫的脚步就足引发这种反应。植物的叶片通过这种反应信号触发释放味道难闻的化学物质,使得昆虫对它们失去胃口。
美国威斯康星大学的研究人员们是在研究植物如何对重力作出反应时取得这项意外发现。他们起初怀疑是钙参与到其中。于是,他们对一种芥子植物进行了基因改造,当植物体内钙离子水平上升时,它会在荧光下发出明亮的光。
受伤前的叶片
用剪刀剪过的叶片
研究人员发现,植物在“受伤”时会产生反应,即使是轻轻地触碰叶子也会如此。他们认为,钙离子的快速释放是一种“警告反应”,这类似于人和其他动物的疼痛反射。
在哺乳动物中,神经细胞借助于一种名为谷氨酸的氨基酸相互交流,在神经细胞受到刺激释放谷氨酸后,有助于在相邻细胞中引发一波钙离子,并沿着下一个神经细胞向下传播。它将一个信号传递给下一个连续的神经细胞,使远距离通信成为可能。
从昆虫的叮咬到物理撕裂,任何形式的刺激都会触发这种反应,即在整个植物体内引发连锁反应。
由植物学家Masatsugu Toyota博士领导的研究团队在论文中写道:“植物能够感知本地信号,比如食草动物的攻击。它们能将这一信息传递到整个植物体,以快速激活未受损部分的防御反应。”
来自植物细胞中的钙离子能在下一次激活类似的反应。这启动了多米诺效应,使植物的各个部分可以进行远距离通信。
研究人员说,当植物被攻击时,“疼痛”反应会触发防御激素的释放。这些激素通过释放有害化学物质使其与昆虫的味道相互作用,为即将来临的入侵做好准备。
还有些其他的植物(比如某些草类)会释放一些吸引寄生蜂的臭味激素,这些寄生蜂会吃掉攻击植物的昆虫。
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