没想到,小草亲自搬来了救兵

2017-06-12 18:37史军
课堂内外(小学版) 2017年4期
关键词:胡蜂青虫菟丝子

自从史军叔叔开讲植物智慧,精灵豆就迷上了植物学。听说小草们被虫啃食时,会散发出特殊的气味请来救兵;金合欢树被动物啃咬,也会散发出特殊的气味警告同类危险的到来……是不是植物也能闻到味儿?为此,精灵豆大胆地提出设想:大豆能闻到香水味,并开始了上图里的亲身实验。

这不就是在研究植物嗅觉吗?科学家定义嗅觉为一种能力,一种“通过嗅神经受到的刺激而感知气味或芳香”的能力。人类或动物通过嗅觉,能寻找自己的亲人,或者辨别腐败的食物,甚至躲避危险和麻烦。

可大家都知道,植物并没有神经细胞,那它们能不能感受到气味,嗅到春天,闻到麻烦呢?跟着史军叔叔一起去探个明白!

认识植物嗅觉,从那盏煤气灯开始……

仔细端详一棵植物,无论如何也看不出上面有哪个部位、哪个器官与嗅觉相关。但是,我想告诉可可豆们的是,植物身体的每个部位,从茎叶到花朵都有敏銳的嗅觉,并且正是依靠这种敏锐的对外界气体分子的感知能力,植物才能精准地掌控自己的生长和生活状态,适应复杂多变的环境,以及四季的轮回。说到人类认识植物的嗅觉,就绕不开那盏煤气灯。

这个我知道。那是1864年,正是西方的工业大革命时期,美国人正享受着发明带来的便利,煤气灯就是其中之一:它让夜晚的街道亮如白昼,方便了人们的夜间活动。可不久之后,细心的人发现一件奇怪的事情,靠近煤气灯的树木总会提前落叶。经过仔细调研分析才发现,这并非一起树木煤气中毒事件。

早在秦汉,我国人民就发现用烟熏可以让果实快速成熟。这实际上就是乙烯的功劳。在植物体内。乙烯的出现意味着植物开始走向衰老。“秋风卷黄叶”的景象,正是因为乙烯的作用让叶片内部诸多蛋白的合成减少,使叶片褪去绿色,穿上黄衣,同时还让叶柄基部细胞松散而易折断掉落。

除了让树叶脱落,乙烯也像是果实成熟的号角,当青涩的果实闻到乙烯的气味,就会褪去绿色的外套,变成颜色诱人、气味芬芳的美味果实。乙烯的这一特性自然不会被人类放过。很多像香蕉一样的水果,如果等到完全成熟再采摘运往外地则会半路腐坏。于是,人们将未完全成熟的香蕉采摘下来,运到目的地之后,再用能够产生乙烯的物质(例如乙烯利)进行处理,香蕉就会变得香甜可口。

风中飘荡的危险信号

在植物的鼻子中,同样的气味还有可能是危险的信号。先来听一个故事——在非洲一国家公园曾经发生过一起羚羊神秘死亡事件。公园的管理人员为了方便管理,就把一些羚羊关在一个围栏之中,没过多久,围栏中的羚羊陆续离奇死去,管理员没有发现它们被袭击的痕迹,也没有它们进食有毒植物的线索。科学家通过研究发现,那些羚羊都因中毒致死,而要了羚羊命的,就是它们的日常口粮——金合欢树叶。

羚羊的口粮为什么会变成毒药呢?

当羚羊啃食第一棵金合欢树时,金合欢树叶还是安全食品。不过,在羚羊咀嚼叶片时,金合欢树叶释放出来的乙烯,会像烽火台上点燃的狼烟一样,将警报迅速传递给其他金合欢树。接到警报的金合欢树会迅速在叶片中准备化学武器——单宁酸,如果羚羊胆敢继续侵犯,轻则消化不良,重则危及性命。通常在野外,羚羊会识趣地在一个区域些许进餐,然后再去乙烯“烽火”没有传到的地方觅食。但是,因为有围栏的阻隔,羚羊只能在狭小的区域内进餐,为了填饱肚子,也就顾不得金合欢树叶中急剧上升的有毒物质了。

所以在野外啃食金合欢树叶的羚羊或长颈鹿会吃得很欢喽。

用气味搬救兵

除了发危险信号与同类交流,植物还会用“气味语言”与动物沟通。就说刚刚修剪过的草坪散发出来的青草气味吧,实际上就是小草释放的求救信号。一旦被动物啃食或遭遇机械损伤,植物就会释放出这种主要由己醛等组成的混合物质。这种气味也深得爱吃青虫的胡蜂的喜爱,因为它们知道只要顺着这样的气味追踪,一定能发现肥肥胖胖的叶片杀手——青虫。天哪,青虫根本不知道小草在给胡蜂传暗号呢!

是的,青草散发的气味,不仅要告诉我们春天来了,更重要的是请胡蜂来享用大餐。最近的研究表明,卷心菜甚至可以根据虫卵的数量来调节释放的“求救信号”的强度,以吸引足够多的胡蜂来清理叶片上的青虫。除了胡蜂,那些专门在虫卵上产卵的寄生蜂也如约而至,它们将卵产在害虫的卵或者青虫身上。寄生蜂的幼虫一孵化出来,就有青虫“大餐”享用。

寄生蜂在繁殖后代的同时还帮卷心菜消灭了敌人,真是一举两得。

闻香寻食

植物都有各自的气味吧?没错,除了上面讲到的通用信号之外,每种植物还有自己特殊的气味,比如柠檬中的柠檬醛,香蕉中的乙酸异戊酯,苹果中的异戊酸异戊酯,以及番茄中的紫罗兰酮等等。这样我们才能更高效地分辨出形形色色的植物,也能更准确地识别出美味的食物。

我最喜欢呆香味儿。不好意思,流口水啦!

不只是人类可以依靠气味寻找食物,有些植物也具有“闻味找食”的本领。菟(tù)丝子是一种寄生植物,虽然身为植物,但是它们并没有可以进行光合作用的叶片,甚至连叶绿素都没有。这些寄生植物必须寻找到合适的食物——那些依靠光合作用而生的寄主植物。

它们可以算是植物界的吸血蝙蝠吧!

菟丝子不仅有侵袭其他植物的“獠牙利齿”,还能嗅到那些寄主植物的位置。就拿五角菟丝子来说,这些邪恶的家伙更喜欢去番茄藤上兴风作浪,而对小麦提不起兴趣。在科学家的试验中发现,五角菟丝子的这种特异性选择正是基于小麦和番茄的不同气味。有意思的是,番茄和小麦都能释放出菟丝子喜欢的β-月桂烯,但是为什么小麦不受待见呢?

那是因为,小麦在自己的体味中还添加了一种特别的物质,这种物质所释放的气味令菟丝子非常厌恶。正如我们夏天在身上涂抹的驱蚊花露水能驱蚊一样,菟丝子在闻到前面提到的那种物质后,自然就会扭头离开小麦。

小麦算是利用气味自保吧!

植物的嗅觉世界真是令人惊叹,远比我们之前想象的要丰富得多,也许就在你看这篇文章的时候,身边的植物正在谈论你身上的香味儿呢。

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