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植物的“防御兵器”谱


  垃圾千万不要乱扔,假如砸到小朋友倒也罢了,如果砸中的是花花草草,天知道它们会用什么招数来反击……
  现在全世界已知的植物种类有40余万种。尽管它们随时面临着微生物、动物和人类的欺凌,却仍然生长得郁郁葱葱,生机勃勃,生活在地球的每一个角落。虽然它们只是一些花草树木,但也有一套保护自己的方法和“防御兵器”。
  兵器谱之金丝软甲
  我们到野外旅游的时候,总有这样的情况发生,就是在进入灌木丛或草地的时候,要特别注意别让植物的刺儿扎了。北方山区酸枣树的刺,就很厉害。酸枣树长刺是为了保护自己免遭动物的侵害,别的植物长刺也是这个目的。就拿仙人掌或仙人球来说吧,它们的老家本来在沙漠里,由于那里干旱少雨,它们的叶子退化了,身体里贮存了很多水分,外面长了很多硬刺。如果没有这些刺,沙漠里的动物为了解渴,就会毫无顾忌地把仙人掌或仙人球吃了,有了这些硬刺,动物们就不敢碰它们啦。田野里的庄稼也是这样,稻谷成熟的时候,它们的芒刺就会变得更加坚硬、锋利,使麻雀闻到稻香也不敢轻易吃它们一口,就连满身铠甲的甲虫对它也望而生畏。植物的刺长得最繁密的地方,往往是身体最幼嫩的部分,它长在昆虫大量繁殖之前,以抵御它们的伤害。抗虫小麦和红叶棉身上的刚毛,让害虫寸步难行,无法进入花蕾掠夺。在非洲的卡拉哈利沙漠地带,生长着一种带刺儿的南瓜,当它受到动物侵犯的时候,它的刺就会插进来犯者的身体。因此许多飞禽走兽见到它,都会避之犹恐不及。
  尖刺、荆棘和皮刺这样的武器,改变了叶片或者树枝形态,阻止大型动物的践踏掠食。厚厚的表皮蜡脂层或者叶和茎上的密集坚硬的绒毛可以逐退较小的动物,特别是昆虫。植物身上长的刺,就像古代不谙武功的初出江湖者身上的金丝软甲一样,是一种原始的防御武器。针、刺、荆棘像植物的毒素一样,都是策略性地分布在植物体上,以叶、花、果上最多。它们排列在动物取食时首当其冲的位置上。这些保护结构的分布与大小,取决于最可能侵害植物的动物种类及最易受害的植物部位。如浮在水面上的王莲的大叶子仅仅在下表面和边上有保护结构,因为这些部位最易受害。松树的针叶,芦荟的针状、窄长、坚硬和带尖的叶子,刺草的锯齿状叶缘,能刺伤动物的嘴和内脏器官,所以动物从来不敢伤害它们。
  为了抵御病菌、昆虫和鸟类的袭击,一些植物长出了各种奇妙的奇器官,就像我们人类的装甲一样。比如番茄和苹果,它们就用增厚角质层的办法,来抵抗细菌的侵害;小麦的叶片表面长出一层蜡质,锈菌就危害不了它了。抗虫玉米的“装甲”更加先进,它的苞叶能紧紧裹住果穗,把害虫关在里面,叫它们自相残杀,弱肉强食,或者把害虫赶到花丝上,让它们服毒自尽。还有一些植物,包括一些草本植物。其叶片上积聚了坚硬的硅矿物质,使得动物咀嚼叶片的时候非常困难,并且容易磨损牙齿。
  
  绿色清香的妙用
  植物叶片受伤后会流出绿色的汁液,同时叶片的清香变得更加浓郁。科学家发现,植物产生的这种“绿色清香”可引诱害虫的天敌前来清除害虫,并提高植物自身对疾病的抵抗力。研究人员利用转基因方法将青椒合成香味酶的基因导八十字花科的拟南芥中,发现了上述现象。拟南芥经转基因操作后,一旦被菜粉蝶的幼虫啃食叶片。它散发的清香便会增强。随后,菜粉蝶的天敌粉蝶盘绒茧蜂便会大量拥来。这种寄生蜂把卵产到菜粉蝶幼虫身上,在菜粉蝶幼虫形成蛹前就可以把幼虫吃个精光。研究人员还发现,转基因拟南芥受链霉菌感染后,叶片散发的清香增强,可以帮助缩小坏死的范围。如果将此成果应用到蔬菜栽培方面,有可能减少农药的使用量。
  
  兵器谱之冰魄银针
  比起上面那些植物,蝎子草的武器要先进得多。蝎子草是一种草麻科植物,生长在比较潮湿和阴凉的地方。蝎子草也长刺,但它的刺非常特殊,刺是空心的,里面有一种毒液,如果人或动物碰上,刺就会自动断裂,把毒液注入人或动物的皮肤里,引起皮肤发炎或瘙痒。这样一来,野生动物就不敢侵犯它们了。
  植物能产生多种有毒化合物,如生物碱、葡萄糖甙、树脂类物质和有机酸等。这些毒素是植物最有效的防御武器。植物体内的这些有毒物质,是植物世界最厉害的防御武器。当植物在被触摸或吃掉时,这些毒素便发挥有效的作用。如常春藤分泌生物碱,使人和动物起皮疹。高梁、箭草和某些野生植物分泌氢氰酸使人和动物在大量吞食后中毒。还有些植物如荞麦、金丝桃等分泌出“光敏毒素”这种有害物质,它使人和动物对光极度敏感。一旦动物误食含有这种毒素的植物后,在遮荫处没有什么反应,但在强烈的阳光下,立即发生多种症状,甚至造成死亡。有些植物如毒草、野紫菀等本身不制造毒素,而是直接从土壤中吸收硒等有毒元素,引起动物“急性硒中毒”。有趣的是,含有毒素的植物并不是各个部分都有毒,大部分毒素集中在植物最易受袭击的部位,如叶、花、果等。
  著名的龙舌兰酒的原材料——龙舌兰草就含有一种类固醇,动物吃了以后,会使它们的红血球破裂,死于非命。夹竹桃含有种肌肉松弛剂,别说昆虫和鸟吃了它,就是人吃了也性命难保。毒芹是种伞形科植物,它的种子里含有生物碱,动物吃了,在几小时内就会暴死。另外,乌头的嫩叶、藜芦的嫩叶,也有很大的毒性,如果牛羊吃了,会中毒而死。有趣的是,牛羊见了它们会自动躲得远远的。巴豆的全身都有毒,种子含有的巴豆素毒性尤其大,吃了以后会引起呕吐、拉肚子,甚至休克。有种叫“红杉”的土豆,含有毒素,叶蝉咬上一口,就会丧命。荨麻把针和毒这两种防御武器相结合,从而产生更有效的保护作用。它的倒刺几乎能起到皮下注射器的作用,即能戳入侵害它们的动物的皮肤,同时毛刺从叶子上脱落下来,牢牢地扎在皮肤上。并把毒素注入皮肤中,引起严重的皮肤炎症。
  有的植物还拥有更先进的生物化学武器。它们体内含有各种特殊的生化物质,像蜕皮激素、抗蜕皮激素、抗保幼激素、性外激素什么的。昆虫吃了以后,会引起发育异常——不该蜕皮的蜕了皮;该蜕皮的却蜕不了皮;有的干脆失去了繁殖能力。20多年来,科学家曾对1300多种植物进行了研究,发现其中200多种植物含有蜕皮激素。由此可见,植物世界早就知道使用生物武器了。
  
  植物也会报警?
  最新研究发现,植物甚至有类似人类的感情,它们在遭到伤害时,会迅速向周围的同伴报警,提醒同伴采取防御措施。当棉花遭到棉铃虫啃食或受到机械损伤时,棉苗体内两种蛋白质的活性会明显提高。这两种植物蛋白的活性提高可以帮助植物释放出成分复杂的化学物质。研究发现,棉苗此时释放出的挥发性化学物质主要是绿叶挥发物、萜类化合物以及草莽酸途径产物。它们可以造成昆虫吞咽和消化困难。类似的自卫反应在大豆苗上也会出现。
  在进一步的研究中,研究人员将两株棉苗放入一个密闭玻璃容器,只对其中的一株棉苗进行棉铃虫啃食和机械损伤处理。在对两株棉苗和容器内的空气进行分析后,他们发现了更为奇异的现象:不但受伤的

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