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一箭雙鵰!讓毛毛蟲自相殘殺、保護自己,原來你是這樣的西紅柿.....

對害蟲來講,西紅柿也許是最沒有威脅的植物。然而,科學家們已經掌握了充足的證據:西紅柿會釋放一種化學物質,讓毛毛蟲自相殘殺,以達到防禦目的。

為了抵抗食草動物,植物們進化出了各種各樣的防禦能力。有些植物長有尖刺,有些長在難以企及的地方,有些可以釋放化學物質,有些則通過變態葉捕食小蟲......

其中最引人注目的也許是化學防禦,一些植物可以釋放化學物質來影響或改變食草動物的行為,或者通過向空氣中釋放一種名為茉莉酮酸甲酯的化學物質來提醒鄰近的其他植株。

於是有人突發奇想,如果植物的防禦能力夠強、夠難吃,毛毛蟲會不會轉而攻擊自己的同伴?由於草食性害蟲通常會在食物質量不佳或耗盡的情況下互相攻擊,因此這個猜想是有可行性的。

終於,來自美國威斯康辛大學麥迪遜分校的生物學家John Orrock在研究西紅柿植株的防禦機制時發現,暴露在茉莉酮酸甲酯中的植株會分泌一種化學物質,直接將毛毛蟲變成同類相食的「惡魔」

麥迪遜市威斯康星大學綜合生物學家John Orrock和他的同事使用茉莉酮酸甲酯(MeJA)在西紅柿植株中誘發了一種防禦反應,使得暴露在茉莉酮酸甲酯中的植株明顯不合毛毛蟲的胃口。

MeJA是一種在空氣中傳播的化學物質,植物通過釋放它來互相警告提防害蟲的侵襲。當用MeJA做出暗示時,西紅柿植株會產生化學物質作為響應,這些化學物質使得它們變得對於昆蟲來說難吃並且沒有營養。

在實驗中,研究人員給幾株西紅柿分別噴洒了對照品,低、中、高濃度的MeJA。接著,研究人員往每一株西紅柿容器中放入了8隻毛毛蟲(甜菜夜蛾)。然後每天統計容器中剩餘的毛毛蟲數量,8天後檢查西紅柿植株的受損程度。

結果發現對照品和低濃度容器內的西紅柿基本被吃完了,毛毛蟲在吃完植物后才開始攻擊同伴;

而中、高濃度下,毛毛蟲面臨著兩種選擇:要麼吃掉難吃的植株葉子,雖然它從小就吃,但不知道為什麼突然變得不那麼好吃了;要麼,吃掉同伴。毛毛蟲會怎麼選擇呢?……

研究人員發現,只要是與含有MeJA的植株同一組的毛毛蟲,都選擇先吃同伴。因此中、高濃度容器內的毛毛蟲從一開始就直接攻擊同伴,植物受損明顯較少。

MeJA濃度越高,毛毛蟲將越快地吞食完同伴,而西紅柿植株受損程度越低。

該研究結果證實植物防禦機制是真實存在的,植株在應激反應中所產生的化學物質在一定程度上有效的保護了自己。(詳細的研究報告內容發表在《Nature Ecology & Evolution》雜誌上。)

「如果植物能誘導害蟲更早地同類相食,那麼便會有更多的植物保存下來。」Orrock說,不過,他警告說,「植物激活這套防禦系統的成本非常高,植物會判斷害蟲的這些攻擊是否嚴重到足以激活防禦系統的水平。」

植物防禦的形式多種多樣,有很多都不太明顯。而釋放化學物質的行為則非常有趣。要知道,能讓毛毛蟲自相殘殺是非常駭人的能力,這導致毛毛蟲在吃植物之前基本上已經飽了,從而有效地減少了被啃食的可能。

MeJA可不僅僅只是讓植物變得難吃,甚至還會引來害蟲的捕食者。

對於植物來說,既消滅了害蟲,又保護了自己,真是一箭雙鵰!

素材來源:科學報、新浪科技、科學世界、百家號

由農財網種業寶典綜合整理,轉載請註明。



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