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丁浩的博客

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植物的亲缘选择能力  

2018-03-20 10:58:44|  分类: 草木 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       植物学家无意中发现,有的植物能够识别自己的同类成员,它们往往会联合起来为“共同利益”而工作。
  植物学家将两株蓼属植物分别栽种在同类蓼属植物和蓝禾草的近旁,然后向两株蓼属植物喷洒茉莉酮酸甲酯,以模拟一场攻击。许多植物在受到侵害时都会释放茉莉酮酸甲酯这种化学物质。奇妙的是,监测发现,蓼属植物的反应完全取决于它们的邻居是谁,与自己同胞种植在一起的那株蓼属植物,其叶片上立即产生毒素以增强防御并警告同胞;而与异族蓝禾草种植在一起的那株蓼属植物却没有产生毒素,而是自顾自地加快了茎叶的生长速度。
  这表明,出现这样的现象是因为在蓼属植物的原生环境中,茂盛的植物群落往往会吸引一大群昆虫前来饱餐一顿。如果蓼属植物是和同胞生长在一起的,它们就会向同胞发出警报信号,让集体成员共同御敌;如果它们的身边只有蓝禾草那样的异族,那么它们就会选择将麻烦留给异族邻居,而自己则集中精力加快生长,以求在侵害中尽可能地存活下来。
  植物学家至今还没有搞清楚的是,植物究竟是如何识别自己同胞的。不过,这个关于植物具有很强的“家庭观念”的事例已经引起了学界的深入探讨。
  2007年,加拿大植物学家苏珊·达德利发表了一篇论文,讨论了植物识别和照顾近亲缘植物的首个例证。苏珊的研究对象是美洲海南芥。这是一种生长在北美五大湖岸边的开花灌木。苏珊在实验过程中发现,当海南芥和异族植物被种植在同一个花盆里时,海南芥毫不犹豫地伸展根系,尽可能多地吸收水分和养料;而当海南芥被移栽到近亲植物的花盆里时,海南芥表现出一种自我抑制,阻止自己饥渴的根系与同胞争夺资源;当海南芥、异族植物,以及亲缘植物被栽种在同一个花盆里时,海南芥的根系生长就表现出既不争夺也不自我抑制的一种平和状态。
  苏珊的实验不仅表明了植物具有亲缘选择的能力,也揭示了它们并非是通过释放化学物质到空气中的方法进行识别的。让人意想不到的是,它们甚至也不是通过菌根网络来进行亲缘识别的。进一步研究证明,这些识别信号是以一种分泌液的形式表达出来的,这种分泌液由植物的根系产生,包含苯酚、类黄酮、糖分、有机酸、氨基酸和蛋白质等复杂成分。
  从古代开始,人们就在实践中发现,如果将两种或两种以上生长季节相近的农作物间隔种植,让它们相互帮助,就能达到如驱赶害虫、吸引传粉昆虫和促进营养物质的摄取等的作用。植物学的深入研究及其发现不只是为了验证经验的有效性,而是要进一步推进,让现代农业的发展更加有的放矢,帮助人们克服现代农业单一耕种的主要缺点。植物学家们乐观地估计,如果一望无际的玉米田或小麦田能被多种互利的农作物间作所取代,呈现出如同热带雨林般各种植物联合御敌的景象,人们也许就能和农药说“再见”了。
  此外,植物学家还有一个推断,农田间的水分和肥料并不总能分布均衡,如果能培育或者鼓励农作物间菌根网络的生长,也许就能让农作物自己进行养料分配。因此,他们建议在灌溉和施肥时,不要过度干扰和破坏纤弱的菌根网络。不过至今这项研究还不够深入,人们无法知晓植物的全部秘密。


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