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植物會感覺到疼痛嗎?

我們人在受到某些外界刺激以後,往往會感覺到疼痛,並對疼痛做出一些反應。

那麽,我們每天接觸的植物會“疼”嗎?

越來越多的研究表明,植物確實有自己的感覺,並會相應做出“小動作”。

首先,需要界定一下什麽是疼痛。對於動物而言,在機體受到傷害性刺激,比如刀割、火燒,等等,體內組織會釋放出引發疼痛的物質,例如鉀離子、組織胺、前列腺素等,神經末梢將這些物質產生的痛覺信號,傳入中樞神經,就能感受到痛了。說到底,這是個機體遇到麻煩的信號,是在通知生物體采取行動,避免更大的損傷。

棉花

現在已經可以肯定,植物在受到侵害時,也會發出信號。通知身體的其他部位做好防禦準備。這個信號的產生和傳遞過程,以及產生的效果都與動物的痛覺反應如出一轍。

當植物受到侵害時,首先做出的反應是提高受傷部位的超氧化物含量,同時也分泌出葡萄糖組成寡聚糖和由氨基酸組成的多肽——系統素,這些化學分子會在植物體內慢慢擴散開來,並激活植物的防禦基因,促使那些還沒有受到侵害的細枝葉做好防禦準備,如分泌氰化物和單寧。受傷的葉片還會釋放出乙烯等氣體信號,更快速地將“疼痛”信號傳遞給身體的其他部位。

順帶說一句,除了受傷害的植物,臨近的同族也會接收並識別這類化學信號,並做好防禦準備。

大豆

不過,植物“痛覺”並不僅限於化學物質,它們還會使用“電信號”。1992年時,東英格蘭大學的研究人員發現,當對番茄幼苗的子葉進行隔離冷凍時,其他葉片的細胞也有同步的“電位變化”,也就是說凍傷資訊以電信號的形式傳遍了幼苗全身。雖然植物體內沒有特化的神經細胞,但是,植物細胞間存在被稱為“胞間連絲”的通道。目前認為,這些通道在傳導電信號過程中起了重要作用。這跟動物體內的神經傳導有著異曲同工之妙。

更有意思的是,植物似乎還明白“疼痛”的輕重。當卷心菜受到菜粉蝶青蟲啃食的時候,釋放出的化學信號會隨著入侵者數量的增多而增強,而這種化學信號的作用正是用以吸引黃蜂來收拾這些青蟲的。如果碰上下嘴比較狠的小菜蛾,不管敵人數量多少,卷心菜都會釋放出高強度的“求救信號”。

研究發現,當棉花遭到棉鈴蟲啃食或受到機械損傷時,棉苗體內兩種蛋白質的活性會明顯提高。這兩種植物蛋白的活性提高可以幫助植物釋放出成分複雜的化學物質,可以造成昆蟲吞咽和消化困難。這些化學物質主要是綠葉揮發物、萜類化合物以及草莽酸途徑產物。

卷心菜

據介紹,類似的自衛反應在大豆苗上也會出現。 受傷棉花會向同伴報警 高希武課題組將兩株棉苗放入一個密閉玻璃容器,隻對其中的一株棉苗進行棉鈴蟲啃食和機械損傷處理。在對兩株棉苗和容器內的空氣進行分析後,他們發現了更為奇異的現象。不但受傷的棉苗發生了自衛的防禦反應,另一株沒有受傷的棉苗也已經產生了防禦反應。並且通過對植物受傷後24小時、48小時和72小時不同時間段的定量分析,沒有受傷的棉苗所產生的防禦性化學物質濃度甚至高於受傷棉苗。

 高希武介紹,類似的實驗課題一共進行了三次,都驗證了這一結果。他解釋道,這說明機械損傷和棉蚜取食不僅對被傷害棉花具有明顯的誘導作用,對未被傷害的鄰近健康棉也有一定的誘導作用,說明機械損傷和棉蚜取食誘導植物揮發物可能參與了植物個體間的通訊。受傷的棉苗就是通過這一途徑向周圍健康的同伴報警的。 

課題組下一步研究將側重於對植物受傷後發出的成分複雜的化學物質進行分析。目前發現,當棉苗遭到不同種類昆蟲啃食以及受到機械損傷後,所釋放出的化學物質的組成和含量也有所不同。這些植物對不同害蟲以及機械損傷的反應之間的差異中,很可能暗含了植物通訊的密碼。研究人員希望通過對這些差異進行深入分析研究,找到植物進行通訊的密碼。(圖片來源於網絡)

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