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植物“吸血鬼”


  研究人员发现一种掠食草,拥有爬行技能,可以通过在空气中嗅到的气味来寻捕猎物……
  
  这不是电影《绿魔先生》中的杀手草,而是真正的草,它并不就地等着喂养,而是凭借嗅觉追逐猎物。
  菟丝子看起来纤细而弱小,但不要被其外观所欺骗。由于在其他植物上的缠绕方式,这种植物也被称为“勒死草”。 宾夕法尼亚州化学生态学家康斯薇洛?德?莫拉埃斯说:“菟丝子是一种寄生植物,看起来乱糟糟的,就像意大利面条,因此很多人都见过。在院落里、田野里和作物中都可以见到。”据加州大学戴维斯分校的研究人员说,在加利福尼亚州,仅仅对番茄一种作物,菟丝子一年所造成的损失就达400多万美元。
  德?莫拉埃斯正致力于研究菟丝子,她说:“这种杂草缠绕在寄主植物上,像吸血虫似的吸附在上面,将其中的营养成分吸出。”通常,这种寄生植物并不想杀死其寄主植物,因为它属于专性寄生物,只能从活的寄主细胞和组织中获得所需要的营养物质,如果寄主植物死亡,它也无法再生活下去。而且由于菟丝子的繁殖能力特别强,这使它听起来更像“吸血鬼”。
  “菟丝子是非常难以控制的有害植物,”德?莫拉埃斯说,“由于它缠绕在寄主植物上,若不杀死寄主植物,也就很难消灭它。”
  研究人员贾斯廷?鲁尼恩说:“除了使用喷火器外,实在没有可靠的方法来控制这种杂草。”菟丝子会使农业减产,还会使种子作物滞销,因为很难将其与寄主作物分开。
  鲁尼恩、德?莫拉埃斯和马克?梅舍尔一道研究这种草是如何找到猎物的,他们的研究结果发表在2006年9月29日《科学》杂志上。他们发现一种五角菟丝子的秧苗会把番茄秧苗作为目标,并在80%的时间里都在朝着番茄的方向生长。以前研究人员认为,这种杂草在碰到另外一种植物之前总是漫无目的地生长。现在,德?莫拉埃斯研究室的人员怀疑这种草是利用化学信号来确定食物位置的。在另外的一个试验中,宾夕法尼亚州的研究人员发现菟丝子会做出选择。“如果只给菟丝子提供小麦,别无他物,它就会朝着小麦生长,因为有东西吃总比挨饿强。”德?莫拉埃斯说,“如果让它在番茄和小麦之间做出选择,它会朝着番茄生长。”
  鲁尼恩说:“可以说,这种植物会移动,会采取行动,会寻找猎物,在很大程度上跟动物的行为方式相同。”
  为了确定菟丝子是利用化学信号还是利用其他线索来搜寻食物的,研究人员把这种草放到可控环境中。研究人员将菟丝子秧苗放到两个塑料圆筒中间,两个圆筒分别通向一个塑料盒子,盒子里各放着一种植物。这样,自然将菟丝子和其他植物分开,在无法对颜色和其他可视信号做出感应情况下,让其判定朝哪个方向生长。这次试验中,一个盒子里放着真正的番茄植物,另一个盒子里放着毛毡制作的番茄植物。最终,菟丝子秧苗还是能够朝着美味的食物生长。
  
  研究人员将番茄植物的气味分离出来,来测试菟丝子是否会朝着这些气味生长。鲁尼恩说:“植物产生并释放微小的化学物质,这些物质散发到空气中并通过空气来传播。这些化学物质叫做植物挥发物。如果有人在割草坪,你在附近会闻到割草时发出的清爽味道,那就是植物挥发物。”甚至我们也利用植物挥发物作为自己的化学信号,如流行香水中的成分。
  当研究人员将番茄的植物挥发物提取出来,抹在一块橡胶上时,菟丝子就企图攻击这块橡胶。与普通橡胶块相比,抹有番茄化学物质的橡胶块吸引了73%的菟丝子秧苗。德?莫拉埃斯得出推论:菟丝子没有鼻子,却拥有特殊的感受器,可以感知那些化学物质。她说:“我们认为,菟丝子虽然没有叶子,但拥有感受器,可以感知由空气传播的化学物质,然后朝着散发化学物质的寄主植物生长。”
  反过来,可以利用菟丝子的闻嗅技能来对付其本身。研究人员从小麦中提取的一种化学物质可以抵制菟丝子,所以有可能找到新办法来抗击这种杂草。德?莫拉埃斯说:“这种杂草实在令人讨厌,该研究的成果会使我们更多地了解应如何对付这些杂草。”
  德?莫拉埃斯指出,我们不应该低估植物的复杂性。她说:“我们通常认为植物是静态的,什么事情都不干。然而,观察一下那些菟丝子,你就会有一种令人难以置信的感觉:有时植物的行为像动物一样;同时,你也会认识到植物与植物之间的相互作用有多么复杂。”
  (责编胡 艳)
  

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