就像我們一樣,植物需要水才能生存,但這并不意味著這些綠葉蔬菜比我們更喜歡傾盆大雨。
令人驚訝的發(fā)現(xiàn)表明,當(dāng)灰云隱約而雨開始下雨時(shí),它們的反應(yīng)是即時(shí)的,全力以赴的,接近“恐慌”的反應(yīng)。
專家們說,水分看起來是奇怪的(畢竟,水應(yīng)該給植物帶來生命,而不是死亡),水分是疾病在植物中傳播的唯一方式,甚至比溫度更重要。您會(huì)發(fā)現(xiàn),葉子濕的時(shí)間越長(zhǎng),病原體定居的機(jī)會(huì)就越大。
西澳大利亞大學(xué)的植物生物化學(xué)家Harvey Millar說:“當(dāng)雨滴濺落在葉子上時(shí),四面八方的水滴會(huì)彈跳。”“這些飛沫可能包含細(xì)菌,病毒或真菌孢子。單個(gè)飛沫可以將這些飛沫傳播到周圍的植物長(zhǎng)達(dá)10米。”
換句話說,植物對(duì)雨的反應(yīng)有點(diǎn)像您對(duì)別人打噴嚏的反應(yīng):這并不令人愉快,并且使您直接進(jìn)入防御模式。一個(gè)國際研究小組用噴霧瓶模仿雨水,觀察到微觀植物變化的快速多米諾效應(yīng),這種效應(yīng)是由一種叫做Myc2的強(qiáng)大蛋白質(zhì)開始的。
在與水接觸的最初10分鐘內(nèi),植物中的700多個(gè)基因做出了反應(yīng),其中大多數(shù)基因在大約四分之一小時(shí)內(nèi)繼續(xù)增加表達(dá),從而改變了植物的蛋白質(zhì),轉(zhuǎn)錄和激素平衡,然后再次發(fā)生恢復(fù)正常。只需觸摸一下水,作者報(bào)告這些植物立即積聚了信號(hào)化合物,例如鈣,激活了膜對(duì)觸摸的反應(yīng)并經(jīng)歷了全基因組的轉(zhuǎn)錄變化。
但是,盡管這些變化只是暫時(shí)的,但反復(fù)接觸最終導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受阻,開花延遲。“當(dāng)Myc2激活時(shí),成千上萬的基因開始起作用,為植物的防御做好準(zhǔn)備,” Millar解釋說。“這些警告信號(hào)從一葉傳到另一葉,并引起一系列保護(hù)作用。”
總共,在噴水后,至少有20個(gè)與蛋白質(zhì)相關(guān)的基因被Myc2直接靶向和調(diào)控。而且,這些植物用于在葉片之間傳播信息的相同信號(hào)也被用于與附近的植物進(jìn)行通訊。
作者說,響應(yīng)水滴產(chǎn)生的許多化學(xué)物質(zhì)之一就是茉莉酸,它調(diào)節(jié)著植物生長(zhǎng)和應(yīng)對(duì)脅迫的許多生理過程。另外,當(dāng)茉莉酸鹽化學(xué)品傳播到空中時(shí),它們還可以讓其他工廠知道發(fā)生了什么以及它們?nèi)绾螒?yīng)對(duì)。
Millar解釋說:“如果植物的鄰居啟用了防御機(jī)制,則它們傳播疾病的可能性就較小,因此,將警告?zhèn)鞑サ礁浇闹参飳?duì)他們最大的利益。”
保護(hù)自己作為一種植物,就是與自己和周圍其他人的交流。本月初,另一篇論文發(fā)現(xiàn),當(dāng)植物受到攻擊時(shí),它們會(huì)進(jìn)化出一種通用的“語言”來警告其他危險(xiǎn)的掠食者。