之前的研究表明植物的生長會受到聲音的影響，它們會對風(fēng)和觸感做出回應(yīng)。現(xiàn)在美國密蘇里大學(xué)的研究人員對這種行為進(jìn)行了聲音和化學(xué)分析，從而確定了植物會對毛毛蟲咀嚼植物時(shí)發(fā)出的聲音做出自衛(wèi)性反應(yīng)。
植物會對毛毛蟲咀嚼植物時(shí)發(fā)出的聲音做出自衛(wèi)性反應(yīng)
“之前的研究調(diào)查了植物如何對聲音能量做出回應(yīng)，包括音樂，” 密蘇里大學(xué)農(nóng)業(yè)、食品和自然資源學(xué)院和邦德生命科學(xué)中心植物科學(xué)部門的高級研究科學(xué)家海蒂·阿佩爾(Heidi Appel)這樣說道。“然而，我們的研究是首個展示植物是如何對生態(tài)相關(guān)的振動做出反應(yīng)的例子。我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)食的振動暗示著植物細(xì)胞新陳代謝的變化，創(chuàng)造了更多自衛(wèi)性化學(xué)物體以阻擋毛毛蟲的進(jìn)攻。”
在這項(xiàng)是由阿佩爾與密蘇里大學(xué)生物科學(xué)部門的雷克斯·科克羅夫特(Rex Cocroft)教授合作進(jìn)行的研究里，毛毛蟲被放在擬南芥(Arabidopsis)上，后者是一種與卷心菜和芥末相關(guān)的小型開花植物。利用激光和位于植物樹葉上的反光材料，科克羅夫特測量了樹葉針對毛毛蟲的咀嚼作出的運(yùn)動。
然后科克羅夫特和阿佩爾向一組植物播放了毛毛蟲進(jìn)食振動的錄音，而對另一組植物播放靜音。當(dāng)毛毛蟲隨后以這兩組植物為食時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)之前聽到進(jìn)食振動的植物會產(chǎn)生更多芥末油，后者是一種對很多毛毛蟲無吸引力的化學(xué)物質(zhì)。
“不可思議的是植物常常暴露在不同的振動之下，包括微風(fēng)或者不同的昆蟲聲音，這些聲音擁有某些與毛毛蟲進(jìn)食振動相同的聲學(xué)特征，但它們卻不會導(dǎo)致植物增加自衛(wèi)反應(yīng)。這暗示著植物能夠?qū)⑦M(jìn)食振動與其它環(huán)境振動源區(qū)分開來。” 科克羅夫特說道。
科克羅夫特和阿佩爾表示未來的研究將關(guān)注于植物是如何感知振動的，這些復(fù)雜的振動信號里的哪些特征是重要的，以及機(jī)械振動是如何與其它形式的植物信息相互作用以產(chǎn)生針對害蟲的自衛(wèi)性反應(yīng)。“植物檢測昆蟲進(jìn)攻的方式有很多種，但是進(jìn)食振動可能是植物遙遠(yuǎn)部分感知攻擊并開始增加防御的最快方式。”
“針對這種化學(xué)物防御，毛毛蟲的反應(yīng)是爬開，因此利用振動來提高植物的自衛(wèi)可能對農(nóng)業(yè)有所用處，” 阿佩爾說道。“這項(xiàng)研究也拓寬了研究植物行為的窗口，展示了針對外界影響，植物擁有很多與動物一樣的反應(yīng)，即使這些反應(yīng)看起來有所不同。”