甘薯植物沒(méi)有刺或毒藥來(lái)防御自己。一項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn),但有些方法已經(jīng)發(fā)展出一種巧妙的方法,可以讓饑餓的食草動(dòng)物知道它們并非自助餐。當(dāng)一片葉子受傷時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì),該化學(xué)物質(zhì)會(huì)提醒植物的其余部分及其附近植物,使它們無(wú)法食用蟲(chóng)子。甘薯育種者有可能對(duì)植物進(jìn)行改造,使其生產(chǎn)出一種全天然的害蟲(chóng)防御劑。
由德國(guó)耶拿市馬克斯·普朗克化學(xué)生態(tài)研究所的AxelMithöfer領(lǐng)導(dǎo)的植物生態(tài)學(xué)家在注意到臺(tái)灣種植的兩種植物有趣的發(fā)現(xiàn)后,開(kāi)始研究甘薯(Ipomoea batatas)的防御作用:黃皮,黃肉的Tainong 57通常耐草食動(dòng)物,但其較暗的橙色表妹Tainong 66卻受到害蟲(chóng)的困擾。
為了找出原因,該小組向饑餓的非洲棉葉蟲(chóng)毛蟲(chóng)提供了泰農(nóng)57和66植物。當(dāng)毛毛蟲(chóng)在它們的葉子上吃零食時(shí),兩種植物都釋放出至少40種空氣傳播的化合物。但是該團(tuán)隊(duì)在本月的《科學(xué)報(bào)告》中詳細(xì)介紹了Tainong 57生產(chǎn)的一種叫做DMNT的化學(xué)物質(zhì),該物質(zhì)具有非常明顯的氣味。(“味道不好,”米思弗說(shuō),“你不想要它作為香水。”)
DMNT不是新化合物。研究人員已經(jīng)從玉米和卷心菜等其他植物中分離出了這種有臭味的化學(xué)物質(zhì),已知這種化學(xué)物質(zhì)會(huì)誘導(dǎo)某些物種的防御反應(yīng)。
為了確定這是否發(fā)生在地瓜中,科學(xué)家進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。首先,他們將兩棵植物緊挨著,并用鑷子將一顆植物弄傷,從而生產(chǎn)出DMNT。然后,他們將健康的Tainong 57植物暴露于他們合成的DMNT中。在這兩種情況下,DMNT都會(huì)使裸露的植物在其葉片中產(chǎn)生更多的蛋白質(zhì),稱為孢粉蛋白。(泰農(nóng)66的反應(yīng)不一樣。)當(dāng)毛毛蟲(chóng)在零食中吃零食時(shí),“它們的消化被抑制了,因?yàn)楦杏X(jué)不適,它們立即停止進(jìn)食,”米索夫說(shuō)。
Sporamin是地瓜塊莖中的主要蛋白質(zhì),并且是不可消化的原料,這就是為什么必須烹制地瓜讓人類享用的原因。“如果毛毛蟲(chóng)可以煮,就可以吃,”米索夫說(shuō)。他說(shuō),從理論上講,甘薯育種者可以利用基因工程來(lái)使不同品種的甘薯產(chǎn)生與泰農(nóng)57一樣多的DMNT,并表現(xiàn)出相同的防御反應(yīng)。
植物生態(tài)學(xué)家馬丁·海爾(Martin Heil)提醒說(shuō),這項(xiàng)研究還沒(méi)有準(zhǔn)備就緒。DMNT可能在實(shí)驗(yàn)室中起作用,但是在現(xiàn)場(chǎng),空氣中的化學(xué)物質(zhì)可以“在幾秒鐘內(nèi)吹走”,在墨西哥伊拉普阿托國(guó)家理工學(xué)院研究植物與昆蟲(chóng)相互作用的Heil說(shuō)。