植物自卫：化学通讯与生理机理

美国东北部生长着大片橡树林。1981年，一种叫舞毒蛾的森林害虫大肆蔓延，把1000万英亩橡树叶子啃食得精光。橡树林受到了严重危害。可是，1982年，当地的舞毒蛾却突然销声匿迹，橡树叶子郁郁葱葱，生机盎然。这使森林科学家们感到非常奇怪，因为舞毒蛾是一种极难扑灭的森林害虫，大面积虫害更难防治。而且，自从舞毒蛾为害以来，当地既没有派人捉虫，也没有施用杀虫药剂，舞毒蛾怎么会自行消失呢？通过分析橡树叶子化学成分的变化，科学家发现了一个惊人的秘密：在遭受舞毒蛾咬食之前，橡树叶子中含有单宁酸不多，而在咬食之后，叶子中单宁酸大量增加。单宁酸跟害虫胃里的蛋白质结合，使得叶子难以被害虫消化。吃了含大量单宁酸的橡树叶子，害虫浑身不舒服，变得食欲减退，行动呆滞，不是病死，就是被鸟类吃掉。依靠单宁酸这样奇妙的自卫武器，橡树林居然战胜了舞毒蛾！

无独有偶，在阿拉斯加，也发生过这样有趣的事。1970年，阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖发展非常迅速。它们啃食植物嫩芽，破坏树木根系，严重威胁森林的存在。为了保护森林，消灭野兔，人们想方设法，在森林中追击围捕，但是收效甚少，兔子的数量有增无减。眼看大量森林就要遭到毁灭，这时，野兔却突然集体生起病来，拉肚子的拉肚子，病死的病死，几个月之内，野兔数量急剧减少，最后在森林中消失了。野兔怎么会突然消失了呢？科学家发现，森林中所有被野兔咬过的树木，在它们新长出的芽、叶中，都产生一种叫萜烯的化学物质，就是这种物质使得野兔生病、死亡，最终离开了森林。

以上事实引起植物学家们的极大兴趣。我们知道，动物在受到攻击时会进行自卫。那么，植物在受到害虫、害兽侵袭时能不能进行自卫呢？森林战胜了舞毒蛾和野兔，这能不能算是植物的自卫呢？

为了回答这些问题，英国植物学家厄金·豪克伊亚对白桦树林进行了大量观察研究。他发现，白桦树在被昆虫咬伤伤后，树叶中含有的酚会增加，这样，叶子对昆虫的营养价值就降低了。通常，酚类在叶子遭到昆虫咬食后的几小时到几天内就生成，这能抑制昆虫的进攻。这种酚的形成是暂时的，一旦害虫的威胁解除，叶子中的酚也会减少。如果白桦树经常受到昆虫侵袭，树叶中会产生一种长期抵抗昆虫的化学物质。别的有关科学家，也在枫树、柳树等其他植物叶子中，发现了树内日醛、树脂等抵抗害虫的化学物质。根据这些研究，一部分植物学家相信，植物是有自卫能力的，它们在遭到昆虫或其他动物侵害时，能像动物—样，迅速作出自卫反应。通过体内的化学变化，产生出抵抗害虫的物质。(www.xing528.com)

更令人惊奇的是，美国华盛顿大学戴维·罗兹还发现，当柳树受到毛虫咬食时，不但受到咬食的柳树会产生抵抗物质，而且3米以外没有受到咬食的相邻的柳树也会产生出抵抗物，这也就是说，植物还能“互通情报”，集体自卫！美国达特默思学院的伊恩·鲍得温也发现，糖槭树受到昆虫袭击时，不但受到袭击的树产生抵抗物质，而且还产生挥发性化学物质，通过空气向四处散发，像“防虫警报”一样，使周围的糖槭树也产生抵抗物质，作好自卫准备。罗兹和鲍得温报道了这样奇妙的植物“集体自卫”现象，他们也认为，这是植物特殊的自卫现象，植物能够进行自卫，能够为自卫而进行化学通讯。

但是，有一些植物学家不同意植物能够自卫的说法。他们认为，自卫是有目的的反应，植物没有神经系统，没有意识，怎么能进行自卫呢？他们还指出，尽管人们发现了一些能产生抵抗物质的植物，但是种类并不多，还有许多植物并不表现这种所谓的“自卫”能力。

植物能不能自卫？这一争论引起众多植物学家、生态学家的注意。使研究者们困惑不解的是，植物没有感觉神经，没有意识，它们是怎么感知害虫的侵袭，又是如何调整体内化学反应，去合成一些对于自身生长代谢并无作用，却能使害虫望而生畏的化学物质？它们又是怎样散发和接受化学“警报”协同群体抵抗害虫的“行为”的？只有弄清这些植物生理学机理，才能最终解开植物自卫之谜。然而，到目前为止，植物学家们还无法解释这些奇妙现象的实质。