每日最新頭條.有趣資訊

幾億年來昆蟲與植物的鬥爭勝負如何?

昆蟲與植物的戰爭

與其說綠色植物與食草動物的關係緊密,倒不如說它們與昆蟲的關係更密切。動物啃食綠葉是清晰可見的巨集觀活動,而昆蟲騷擾植物卻是悄無聲息的微觀行為。植物和昆蟲就像是守擂與攻擂的對手,在幾億年的較量中,它們互有勝負,至今難決雌雄。

張良計和過牆梯

最近,科學家在墨西哥狄華坦沙漠峽谷的中心地帶,

發現了兩個非常有趣的自然現象:一種植物的葉子在被害蟲侵襲時,能夠噴射出化學毒素,最遠的噴射距離將近2米;而另一種聰明的昆蟲在察覺到自己所吃的樹葉毒素過強時,可以準確地切斷樹葉的毒素疏導管,巧妙地避開這種植物的防禦系統。這兩個有趣的發現,生動地闡釋了植物與昆蟲之間,那如同宿命般的較量。

從表面上看,植物在與昆蟲的戰鬥中勢必處於下風:一個是咄咄逼人的獵手,而另一個則是無法動彈的獵物。但頑強的求生繁衍本能讓植物並不屈從於命運的安排,個別植物甚至進化出了以其人之道,還治其人之身的本領——昆蟲可以吃我們,那我們為什麼不能吃它們呢?

茅膏菜、錦地羅、豬籠草等便是這類食蟲植物。

這類植物不僅可以誘捕昆蟲,還可以分泌液體,消化吸收昆蟲體內的營養物質。食蟲植物常常生長在茂密的草叢或者潮濕的岩面沙土上。它們的葉子多呈蓮座狀平鋪地面,寬匙狀的葉子邊緣長滿腺毛。一旦有昆蟲落入,葉面腺毛就會把蟲體包圍,而帶粘性的腺體則將昆蟲死死粘住。隨後,這種植物便會分泌消化液,分解蟲體蛋白質等營養物質,然後由葉面吸收。

當然,能向昆蟲主動發起進攻的植物畢竟是少數,絕大多數植物選擇的抵禦防身術還是分泌毒液。

即使毒液的毒性無法致命,植物也至少要讓侵犯者難以下咽,渾身不適,留下恐懼的記憶,之後再也不敢輕易食用。

正如美國紐約州立大學的生物學家吉米·鮑得恩(Jimmy Bodn)教授所言:「至今人們尚未將植物的生命視為真正鮮活的生命,只有昆蟲知道它們的強悍。植物有時會像兇猛的拳擊手一樣厲害。」

松樹與甲蟲

吉米是世界頂尖的生物學家,他拍攝的多部自然科學教學片在世界很多大學的課堂裡播放,其中一部表現甲蟲與松樹「過招」的影片最為生動。

這是一隻褐色、只有米粒大小的雌性硬殼甲蟲。晨曦中它爬上一棵松樹開始鑽洞,它想盡量把洞鑽得深一點,以便在此安全孵卵。

甲蟲的行動似乎觸發了松樹的防禦機制,它用分泌松脂的方法進行反擊。粘稠的松脂加速湧動,首先封堵了甲蟲咬噬的創口,並塗抹了甲蟲在附近留下的痕跡。同時,松樹還用松脂去淹沒進犯者,試圖阻擋它的通行路徑,甚至是黏住它的腿腳,令其動彈不得。

不過甲蟲的應對也很從容。它不慌不忙地清除掉逐漸乾硬的松脂,好像是在默默地向松樹宣戰:我就是頑強的西西弗斯,有用不完的力氣和耐心,有本事你就盡情地分泌松脂吧!

這場爭鬥真的像西西弗斯推石上山那樣,循環往複,彷彿永無盡頭。但就在幾個星期之後,甲蟲竟然擴大了樹榦上洞穴的太空,這太空足以容納下它自己和卵。直到安全產卵後,甲蟲才像勝利者般,傲然離去。

誰能想到,就連行動敏捷的金花鼠都難以擺脫的、如此粘稠的樹脂,竟然奈何不了一隻小小的甲蟲。它們在橙黃色的樹脂中穿梭自如……

當然,松樹與甲蟲的戰爭,往往都是以前者的勝利而告終。絕大多數的甲蟲或是被洶湧而來的松脂淹沒,或是被迫遷往別處。只有在甲蟲數量過多時,它們才有勝算——甲蟲會在被征服的樹榦裡長期居住,直到它被蛀空枯萎。

是敵人還是朋友

就像生活在非洲叢林中的知蜜鳥會為人類帶路,

找到樹冠上的蜂巢,隨後與人共享蜂蜜一樣,有一種植物也會與黃蜂建立互惠關係。它們一旦遭受毛蟲蠶食,便會釋放出一種讓黃蜂非常敏感的資訊素,向其求救,就如同遇難的航船發出的SOS一樣。更為神奇的是,這種植物竟然還知道發出信號的最佳時段——黃蜂在清晨出動覓食的時候。但如果毛蟲在夜晚猖獗,即使慘遭不幸,它們也只會沉默不語。這些植物似乎很清楚,此時的黃蜂都在自己的巢穴裡休息,任憑它們怎麼呼喚,也都毫無意義。所以,它們能做的只有忍耐,期盼黎明儘快到來。

吉米·鮑得恩教授研究發現,一種叫山狗煙草的植物,也就是美洲印第安人長期食用的煙草,在遭到侵害時所釋放的反擊毒素是最強的。實際監測結果顯示,該種植物的枝葉一旦被破壞,它們就會讓尼古丁瞬間充滿全部葉片,將毒素含量迅速提高10倍,而一片近一克重的葉子便可以毒死8隻老鼠。

「就算是抵抗力很強的昆蟲也無法應付這些毒素,哪怕是煙草天蛾的幼蟲也一樣。即便是土松鼠,甚至是體型碩大的母牛,在吃了這種植物後,也都會深度中毒。我曾親眼目睹過北美野兔吃了這種植物後,立即嚴重腹瀉。」吉米教授說。

然而魔高一尺,道高一丈,針對植物進化出的防護措施,昆蟲也會及時採取行之有效的應對之策。比如,歐洲的防風草網蟲就可以化解防風草中和DNA鏈接的化學物質中的毒素。目前有足夠的證據表明,很多昆蟲都已經找到了破解山狗煙草防護措施的辦法,那就是沿著煙草的莖乾咬噬出一個環狀缺口,以此來切斷植物發送急救信號的通道。這一資訊通道一旦被截斷,山狗煙草便無法再向葉片釋放毒素,昆蟲就可以放心大膽地享用美食了。

比這種方式更機智的是,有些昆蟲竟然還能將植物針對自己釋放的毒素,轉變成有益之物。以橡樹葉為食的舞毒蛾幼蟲,能夠把植物用來防護侵害的有毒化學物質單寧,轉變成自己的武器,以此抗擊侵犯體內細胞的病毒。舞毒蛾幼蟲僅憑直覺就能判斷面前的食物是否含有單寧,如果沒有,它是不會食用的;而即便在含有單寧的食物中添加了一定數量的病毒,它也不會介意,因為單寧可以幫助它抵禦病毒的侵害。

學習並利用

吉米·鮑得恩教授根據植物可以因需要而誘發出積極防護措施的特性,大膽進行了「植物接種疫苗計劃」。他率領自己的專題研究團隊,首先以葡萄秧苗進行試驗。他們把葡萄秧苗暴露給一些無害的昆蟲,以激發葡萄秧苗生成防護機制,在真正的害蟲前來攻擊時,能夠奮起抵抗。吉米教授的試驗非常成功,具備極強抗蟲害性能的葡萄,不僅縮短了自身的成熟周期,更快地積累了糖分,而且上市時間提前,由此產生了可觀的經濟效益。

此外,吉米教授還利用植物製造和釋放毒素的機理,成功研製了全球首個生物殺蟲劑,這也是在「植物接種疫苗計劃」的研究基礎上衍生出來的核心技術。聯合國環境規劃署的專家對這項研究成果給予了高度評價:「他的努力終於讓我們看見了人類徹底擺脫化學農藥的美好願景。」

雖然植物和昆蟲間的戰爭永無休止,但對我們人類來說,如何在這場戰爭中大發橫財——利用雙方的特性,學習並掌握關鍵技術,才是最重要的。正如吉米教授所說:「正是因為昆蟲與植物的世代較量,才造就了如此繽紛多彩的世界。」

?

TAG: |

獲得更多的PTT最新消息
按讚加入粉絲團