植物真的能闻到味道吗?

2022-12-06 03:12房裕东润语
奥秘 2022年11期
关键词:菟丝子化感棉签

●房裕东 文 润语 编

“远闻其香,而知君至矣。”自古以来,浪漫而神秘的闻香识人给了人们无尽的美好遐想。那么,植物是否也有闻香识物的绝技呢?换句话说,嗅觉既然是人们感知世界的一种方式,那它是不是也是植物感知周围环境的一种方式呢?

根据《中国大百科全书》的定义,嗅觉指的是“挥发性物质作用于嗅觉器官产生的感觉”。如此说来,没有嗅觉器官(如鼻子)的植物是不会拥有嗅觉的。但如果我们将这个定义的范围放宽一些,将嗅觉视为一种“感知外界气味的能力”,那么嗅觉不但在植物中广泛存在,而且植物嗅觉的灵敏度和通过嗅觉得到的信息量,早就大大超出了人们的想象。

拥有嗅觉的植物——菟丝子

菟丝子是一年生寄生植物,缠绕于寄主植物体上,靠吸取寄主的养分和水分生长。人们发现,菟丝子非常喜欢番茄,无论是将番茄放在阳光下还是黑暗中,菟丝子都会“执着”地向着番茄的方向生长。难道菟丝子能“闻到”番茄的味道吗?

为此科学家们设计了一个非常有趣的实验:将番茄和菟丝子分别放在两个箱子里,两个箱子之间仅有一根细管相连。经过一段时间的观察,科学家们发现,菟丝子会沿着细管朝装有番茄的箱子的方向生长。在另一个实验中,科学家们将番茄茎提取物涂抹在一根棉签上,然后将它和其他未经处理的、外形一模一样的棉签摆放在菟丝子的周围。结果发现,无论怎么调整棉签的位置,菟丝子总能准确地朝涂抹了番茄茎提取物的那根棉签的方向生长。通过这两个实验,科学家们得出结论:菟丝子确实是靠“闻到”番茄的气味而找到番茄的。

最早发现拥有嗅觉的植物——菟丝子

植物会释放化感物质

正常生长的植物会向外界释放独特的气味,这些气味分子的化学本质是具有挥发性的有机化合物。不同植物释放的有机物成分和比例不尽相同,植物通过“闻到”周围不同的气味,来了解自身所处的环境,从而实现彼此的交流,科学界把这种现象称为“化感作用”。

化感作用是指,一些植物通过产生和释放特定的化学物质(化感物质)影响临近植物以及自身生长。比如,黑胡桃的枝、叶、果实及根中含有胡桃醌,当黑胡桃的枝叶从树上掉下来后,经雨水反复淋溶和微生物分解,会逐渐释放出胡桃醌,土壤中极微量的胡桃醌能有效地抑制其他植物种子的萌发,因此黑胡桃树下很少长有杂草等其他植物,它们也不用担心被其他植物“抢”走土壤的营养。

已鉴定的化感物质涉及有机化合物的各种类型,主要是酚类、萜类、含氮化合物和其他次生物质四类。

水稻秸秆的提取物会抑制水稻、稗草、莴苣、鸭舌草等植物根的生长。

当野生棉豆的叶子被甲虫啃咬后,会迅速产生和释放化感物质,通知周围的叶片。

化感物质是同种植物间的交流信号

科学家们发现,当野生棉豆的叶子被甲虫啃咬后,会迅速产生和释放化感物质,通知周围的叶片“我正被虫咬,大家快和我一起产生化感物质,把虫子赶走吧”。同时,它还会通知花儿“快产生花蜜,让昆虫的天敌过来吧”。在农业生产方面,植物的化感作用会直接或间接影响临近或后续(下茬)的同种或异种植物的萌发和生长,而且通常是抑制作用。这就是为什么有些作物种在一起会增产,而有些作物种在一起,不是一方受害就是两败俱伤。

比如,水稻秸秆的提取物会抑制水稻、稗草、莴苣、鸭舌草等植物根的生长;小麦的化感作用会抑制棉花、燕麦、玉米、小绒毛草等的发芽及幼苗生长;西瓜、番茄、大豆、花生、黄瓜等普遍存在自毒作用(因化感作用而致植物自身或同种同科植物之间的生长抑制),从而造成连作障碍(在一块田地连续种植同一种作物的情况下,导致该作物生长发育状况变差、产量和质量下降的一种现象)等等。

不同植物间释放的化感物质

当然,植物的化感作用也有产生相互促进的作用。如槭树和苹果树、梨树,皂角和白蜡树,马铃薯和菜豆,洋葱和甜菜,玉米和大豆、花生,豌豆和小麦,葡萄和紫罗兰……它们之间都可通过释放化感物质产生相互促进的作用,如将麦仙翁和小麦混种几年后,小麦就会明显增产。

所以,利用好作物间的化感作用,可以在提高作物生产力的同时,显著抑制农田中的杂草和病虫害,可谓增产又环保。现如今,利用化感作用进行作物规划管理,已经成为农业现代化发展的一个重要方向。

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