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　　你或許知道，為更好地適應(yīng)環(huán)境變化，植物不同組織或器官之間存在實(shí)時(shí)的信號(hào)和物質(zhì)交流，這對(duì)于植物適應(yīng)環(huán)境變化是極為重要的。那么，不同植物之間是否也存在類似的信號(hào)交流，像人類一樣說“悄悄話”呢？

“悄悄話”的“傳話筒”是何方神圣？

　　要想讓不會(huì)動(dòng)的植物之間說上“悄悄話”，有些時(shí)候需要有個(gè)“傳話筒”，而這個(gè)“傳話筒”就是寄生生物——菟絲子。

　　菟絲子是一種寄生植物，它沒有葉片，也沒有根，只保留了莖，因而無法進(jìn)行光合作用。為了生存，那就只能從外界尋求幫助了。菟絲子所需的全部營養(yǎng)都依靠一個(gè)特殊的器官——吸器，通過這個(gè)“法寶”，它就可以和寄主建立組織連接，從而獲取水分和營養(yǎng)，以維持生長和發(fā)育。

菟絲子（圖片來源：作者）

　　在自然界中，菟絲子能同時(shí)寄生多個(gè)寄主，就像網(wǎng)線一樣將不同寄主串聯(lián)起來。這為它能夠成為“傳話筒”創(chuàng)造了充分的條件。

“你聽我說，我被蟲咬了”“我也是”

　　研究表明，在菟絲子連接兩個(gè)植物的體系中，當(dāng)其中一株植物被蟲子取食后，另外一個(gè)寄主的抗蟲能力也增強(qiáng)了。這是怎么發(fā)生的呢？全靠“悄悄話”！

　　被蟲子取食的植物，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)信號(hào)，通過菟絲子“警告”另外一株寄主植物，提前做好防御，以減少損失?！拔冶怀粤耍值苣阋⌒?！”

菟絲子“傳話”過程（圖片來源：作者）

　　科學(xué)家進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，菟絲子這個(gè)“傳話筒”可算是個(gè)“萬能工”了。

　　首先，菟絲子傳遞的抗蟲信號(hào)是可以長距離轉(zhuǎn)運(yùn)的。也就是說，如果將很多個(gè)寄主用菟絲子像電路一樣串聯(lián)起來，即使昆蟲只是取食第一個(gè)寄主，與之相連的最遠(yuǎn)寄主也能夠感受到蟲子取食信號(hào)！

　　其次，當(dāng)菟絲子連接兩種進(jìn)化關(guān)系很遠(yuǎn)的植物（如單雙子葉植物，甚至是更為古老的蕨類）時(shí)，它們也能夠識(shí)別彼此的抗蟲信號(hào)，直接證明了植物抗蟲信號(hào)的起源是非常早的，即使經(jīng)過幾千萬年的進(jìn)化，依然能夠識(shí)別彼此的抗蟲信號(hào)。

菟絲子（圖片來源：維基百科）

　　菟絲子能夠介導(dǎo)植物間抗蟲系統(tǒng)性信號(hào)傳遞已經(jīng)顯而易見了，那么，其他信號(hào)是否也可以借此傳遞？當(dāng)然可以！

　　菟絲子不僅能傳遞抗蟲信號(hào)，還能傳遞高鹽信號(hào)和氮饑餓信號(hào)。有意思的是，這種信號(hào)的交流并非是單向的，而是你來我往的。換言之，兩個(gè)寄主的“悄悄話”是雙向的！

　　人們發(fā)現(xiàn)，菟絲子和寄主之間還存在大量RNA和蛋白質(zhì)的交流，而兩者都是生物信息的承載體，它們是否也是一種信號(hào)，還有待科學(xué)家進(jìn)行更多研究。

叢枝菌根真菌：菟絲子我來搶活了！

　　除了菟絲子，一種叫叢枝菌根真菌的微生物，也能充當(dāng)“傳話筒”。

　　叢枝菌根真菌廣泛存在于土壤中，能夠與絕大部分植物共生互作。叢枝菌根真菌能夠幫助植物獲得氮、磷等營養(yǎng)元素，作為反饋，植物會(huì)為它們提供營養(yǎng)物質(zhì)，成就了一樁“雙贏”的買賣。

叢枝菌根真菌的結(jié)構(gòu)（圖片來源：作者）

　　叢枝菌根真菌是肉眼難以觀察到的，但它在地下的生長網(wǎng)絡(luò)卻極為龐雜。和菟絲子類似，它們能將不同植物串聯(lián)起來，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，如果一株植物遭受細(xì)菌感染，會(huì)通過菌根真菌網(wǎng)絡(luò)把感染信號(hào)傳遞給與之相連的植物，誘導(dǎo)其抗菌物質(zhì)的合成，激活防御反應(yīng)。

　　同樣地，如果其中一株植物受到蚜蟲取食，這種取食信號(hào)也會(huì)通過菌根真菌網(wǎng)絡(luò)傳遞到相連的植物，增強(qiáng)其某些揮發(fā)物的合成，吸引天敵前來取食蚜蟲，起到間接防御的作用。

　　可見，我們?nèi)伺c人之間的“悄悄話”必不可少，植物之間也是一樣呢！

結(jié)語

　　寄生植物和菌根真菌能夠成為植物間對(duì)話的“傳話筒”，這是非常有趣的。然而，這種龐大而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)是如何協(xié)同工作的？系統(tǒng)性信號(hào)的本質(zhì)是什么？又有何生理和生態(tài)學(xué)意義？科學(xué)家們對(duì)這些問題依然知之甚少。

　　我們相信，隨著技術(shù)的進(jìn)步和科學(xué)家對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)，植物間的“悄悄話”會(huì)帶給我們更加有趣的發(fā)現(xiàn)。

　　注：本文相關(guān)內(nèi)容最近在線發(fā)表在國際著名刊物Annual Review of Plant Biology雜志上，吳建強(qiáng)研究員為通訊作者，申國境博士和張井雄博士為論文第一作者，雷云霆博士和許宇星博士也參與了該項(xiàng)工作。

　?。ㄈ嗣袢?qǐng)?bào)客戶端 2022年2月3日）

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