植物的“防御兵器”谱 古老的防御兵器盾
时间：2019-02-09 04:32:29 来源：达达文档网 本文已影响 人 
垃圾千万不要乱扔，假如砸到小朋友倒也罢了，如果砸中的是花花草草，天知道它们会用什么招数来反击…… 现在全世界已知的植物种类有40余万种。尽管它们随时面临着微生物、动物和人类的欺凌，却仍然生长得郁郁葱葱，生机勃勃，生活在地球的每一个角落。虽然它们只是一些花草树木，但也有一套保护自己的方法和“防御兵器”。
兵器谱之金丝软甲
我们到野外旅游的时候，总有这样的情况发生，就是在进入灌木丛或草地的时候，要特别注意别让植物的刺儿扎了。北方山区酸枣树的刺，就很厉害。酸枣树长刺是为了保护自己免遭动物的侵害，别的植物长刺也是这个目的。就拿仙人掌或仙人球来说吧，它们的老家本来在沙漠里，由于那里干旱少雨，它们的叶子退化了，身体里贮存了很多水分，外面长了很多硬刺。如果没有这些刺，沙漠里的动物为了解渴，就会毫无顾忌地把仙人掌或仙人球吃了，有了这些硬刺，动物们就不敢碰它们啦。田野里的庄稼也是这样，稻谷成熟的时候，它们的芒刺就会变得更加坚硬、锋利，使麻雀闻到稻香也不敢轻易吃它们一口，就连满身铠甲的甲虫对它也望而生畏。植物的刺长得最繁密的地方，往往是身体最幼嫩的部分，它长在昆虫大量繁殖之前，以抵御它们的伤害。抗虫小麦和红叶棉身上的刚毛，让害虫寸步难行，无法进入花蕾掠夺。在非洲的卡拉哈利沙漠地带，生长着一种带刺儿的南瓜，当它受到动物侵犯的时候，它的刺就会插进来犯者的身体。因此许多飞禽走兽见到它，都会避之犹恐不及。
尖刺、荆棘和皮刺这样的武器，改变了叶片或者树枝形态，阻止大型动物的践踏掠食。厚厚的表皮蜡脂层或者叶和茎上的密集坚硬的绒毛可以逐退较小的动物，特别是昆虫。植物身上长的刺，就像古代不谙武功的初出江湖者身上的金丝软甲一样，是一种原始的防御武器。针、刺、荆棘像植物的毒素一样，都是策略性地分布在植物体上，以叶、花、果上最多。它们排列在动物取食时首当其冲的位置上。这些保护结构的分布与大小，取决于最可能侵害植物的动物种类及最易受害的植物部位。如浮在水面上的王莲的大叶子仅仅在下表面和边上有保护结构，因为这些部位最易受害。松树的针叶，芦荟的针状、窄长、坚硬和带尖的叶子，刺草的锯齿状叶缘，能刺伤动物的嘴和内脏器官，所以动物从来不敢伤害它们。
为了抵御病菌、昆虫和鸟类的袭击，一些植物长出了各种奇妙的奇器官，就像我们人类的装甲一样。比如番茄和苹果，它们就用增厚角质层的办法，来抵抗细菌的侵害；小麦的叶片表面长出一层蜡质，锈菌就危害不了它了。抗虫玉米的“装甲”更加先进，它的苞叶能紧紧裹住果穗，把害虫关在里面，叫它们自相残杀，弱肉强食，或者把害虫赶到花丝上，让它们服毒自尽。还有一些植物，包括一些草本植物。其叶片上积聚了坚硬的硅矿物质，使得动物咀嚼叶片的时候非常困难，并且容易磨损牙齿。
绿色清香的妙用
植物叶片受伤后会流出绿色的汁液，同时叶片的清香变得更加浓郁。科学家发现，植物产生的这种“绿色清香”可引诱害虫的天敌前来清除害虫，并提高植物自身对疾病的抵抗力。研究人员利用转基因方法将青椒合成香味酶的基因导八十字花科的拟南芥中，发现了上述现象。拟南芥经转基因操作后，一旦被菜粉蝶的幼虫啃食叶片。它散发的清香便会增强。随后，菜粉蝶的天敌粉蝶盘绒茧蜂便会大量拥来。这种寄生蜂把卵产到菜粉蝶幼虫身上，在菜粉蝶幼虫形成蛹前就可以把幼虫吃个精光。研究人员还发现，转基因拟南芥受链霉菌感染后，叶片散发的清香增强，可以帮助缩小坏死的范围。如果将此成果应用到蔬菜栽培方面，有可能减少农药的使用量。
兵器谱之冰魄银针
比起上面那些植物，蝎子草的武器要先进得多。蝎子草是一种草麻科植物，生长在比较潮湿和阴凉的地方。蝎子草也长刺，但它的刺非常特殊，刺是空心的，里面有一种毒液，如果人或动物碰上，刺就会自动断裂，把毒液注入人或动物的皮肤里，引起皮肤发炎或瘙痒。这样一来，野生动物就不敢侵犯它们了。
植物能产生多种有毒化合物，如生物碱、葡萄糖甙、树脂类物质和有机酸等。这些毒素是植物最有效的防御武器。植物体内的这些有毒物质，是植物世界最厉害的防御武器。当植物在被触摸或吃掉时，这些毒素便发挥有效的作用。如常春藤分泌生物碱，使人和动物起皮疹。高梁、箭草和某些野生植物分泌氢氰酸使人和动物在大量吞食后中毒。还有些植物如荞麦、金丝桃等分泌出“光敏毒素”这种有害物质，它使人和动物对光极度敏感。一旦动物误食含有这种毒素的植物后，在遮荫处没有什么反应，但在强烈的阳光下，立即发生多种症状，甚至造成死亡。有些植物如毒草、野紫菀等本身不制造毒素，而是直接从土壤中吸收硒等有毒元素，引起动物“急性硒中毒”。有趣的是，含有毒素的植物并不是各个部分都有毒，大部分毒素集中在植物最易受袭击的部位，如叶、花、果等。
著名的龙舌兰酒的原材料――龙舌兰草就含有一种类固醇，动物吃了以后，会使它们的红血球破裂，死于非命。夹竹桃含有种肌肉松弛剂，别说昆虫和鸟吃了它，就是人吃了也性命难保。毒芹是种伞形科植物，它的种子里含有生物碱，动物吃了，在几小时内就会暴死。另外，乌头的嫩叶、藜芦的嫩叶，也有很大的毒性，如果牛羊吃了，会中毒而死。有趣的是，牛羊见了它们会自动躲得远远的。巴豆的全身都有毒，种子含有的巴豆素毒性尤其大，吃了以后会引起呕吐、拉肚子，甚至休克。有种叫“红杉”的土豆，含有毒素，叶蝉咬上一口，就会丧命。荨麻把针和毒这两种防御武器相结合，从而产生更有效的保护作用。它的倒刺几乎能起到皮下注射器的作用，即能戳入侵害它们的动物的皮肤，同时毛刺从叶子上脱落下来，牢牢地扎在皮肤上。并把毒素注入皮肤中，引起严重的皮肤炎症。
有的植物还拥有更先进的生物化学武器。它们体内含有各种特殊的生化物质，像蜕皮激素、抗蜕皮激素、抗保幼激素、性外激素什么的。昆虫吃了以后，会引起发育异常――不该蜕皮的蜕了皮；该蜕皮的却蜕不了皮；有的干脆失去了繁殖能力。20多年来，科学家曾对1300多种植物进行了研究，发现其中200多种植物含有蜕皮激素。由此可见，植物世界早就知道使用生物武器了。
植物也会报警?
最新研究发现，植物甚至有类似人类的感情，它们在遭到伤害时，会迅速向周围的同伴报警，提醒同伴采取防御措施。当棉花遭到棉铃虫啃食或受到机械损伤时，棉苗体内两种蛋白质的活性会明显提高。这两种植物蛋白的活性提高可以帮助植物释放出成分复杂的化学物质。研究发现，棉苗此时释放出的挥发性化学物质主要是绿叶挥发物、萜类化合物以及草莽酸途径产物。它们可以造成昆虫吞咽和消化困难。类似的自卫反应在大豆苗上也会出现。
在进一步的研究中，研究人员将两株棉苗放入一个密闭玻璃容器，只对其中的一株棉苗进行棉铃虫啃食和机械损伤处理。在对两株棉苗和容器内的空气进行分析后，他们发现了更为奇异的现象：不但受伤的 棉苗发生了自卫的防御反应，另一株没有受伤的棉苗也产生了防御反应。通过对植物受伤后24小时、48小时和72小时不同时间段的定量分析，没有受伤的棉苗所产生的防御性化学物质浓度甚至高于受伤棉苗。
这说明机械损伤和棉蚜取食可能诱导植物挥发物参与了植物个体问的通讯。受伤的棉苗就是通过这一途径向周围健康的同伴报警，这一研究成果揭示了植物语言的秘密。
目前已经发现，当棉苗遭到不同种类昆虫啃食以及受到机械损伤后，所释放出的化学物质的组成和含量也有所不同。这些植物对不同害虫以及机械损伤的反应之间的差异中，很可能暗含了植物通讯的密码。研究人员希望对这些差异进行深入的分析研究，以找到植物间的通讯密码。也许不久的将来，植物语言的秘密就会大白于天下。
兵器谱之杂七杂八
护城河
古代人打仗的时候，为了防止敌人进攻，就在城外挖一条护城河。有一种叫“续断”的植物，也知道使用这种防御方法。它的叶子是对生的，但叶基部分扩大相连，从外表上看，它的茎好像是从两片相接的地方形成一条沟，等下雨的时候，里面可以贮存一些水。这样一来，就成了一条护城河，如果害虫沿着茎爬上来偷袭，就会被淹死，从而保护了上部的花和果。
陷阱
在军事强国正在研制的非致命武器中，有一种特殊的粘胶剂，把它洒在机场上，可以便敌人的飞机无法起飞；把它洒在铁路上，可以使敌人的火车寸步难行；把它洒在公路上，可以使敌人的坦克和各种军车开不起来，从而达到兵不血刃的效果。让人惊奇的是，有一种叫瞿麦的植物，也会使用这种先进武器。这种植物特别像石竹花，当你用手拔它的时候，会感到黏糊糊的。原来它的节间表面，能分泌出一种黏液，像胶水一样。它可以防止昆虫沿着茎爬上去危害叶和花。当虫子爬到有黏液的地方时，就被粘住动弹不了，不少害虫还因此丧了命。
某些植物如报春花、虎耳草等能分泌出很粘的分泌物散布在植物的表面，以捕捉那些爬上来的昆虫，这是一种十分普遍的有效防御手段。这种分泌物可能产生于植物表面特殊的分泌腺和毛茸。这种分泌物对自身的保护不仅仅是花，而且也扩展到整个簇叶上。还有植物如凤生花属植物，从叶基部托叶上发育出的特殊分泌腺分泌出一种能吸引昆虫爬上茎的“甜流”，昆虫遇到这种甜物质就会停止前进，从而使花蕊安然无恙。
绿波香露刀
多么美丽的名字，可是谁又知道在那美丽名字的背后，又是多么恶臭的气味。
人不可貌相，刀不能名传。同理，很多美丽、美味的植物也是或难以下咽或臭不可闻的。
某些植物如木贼的茎、杜鹃花的叶都积存了大量的二氧化硅，使动物吃后不易消化。还有些植物如胡椒、辣椒等的叶子，含有多种不可口或刺激性物质，或酸或苦，大多数动物尝过以后就不再问津了。柑橘树的叶片和果实产生的黏稠油脂有浓重味道，许多昆虫都被熏得避之唯恐不及。还有许多这样的植物含有令人不愉快的味道或有毒的化合物，例如：龙葵、毛地黄、紫杉和许多杂草。
由于多数草食动物不喜欢叶面上有水珠和露水的植物，一些植物便发展出了一种保存露珠时间比其他植物更长的能力，如川续断科和菊科植物，从而达到保护自身的目的。
孔雀翎
有些植物如禾本科植物完全没有防御能力，但由于它们生长快、繁殖茂盛，才很少遭受牛、羊、马等草食动物的毁灭性危害。有些植物还利用拟态、共生等方式保护自己。通过调节适时开花和提高果实产量。许多植物尽力确保种子的生存。有的植物开花和结果的时期很早，那时昆虫种类少，危害能力也不大。有的植物一次产生大量种子，动物不可能全部吃掉。例如：橡树每隔几年就产生大量的橡子，松鼠等动物吃不完的橡子便存活了下来，生长成新的橡树。但接下来的几年里，橡树就不再生产这么多橡子，从而防止动物依赖橡子为食。
为什么把植物的这种武器叫做孔雀翎呢?因为孔雀翎是传说中的终极暗器，而超过动物的生长速度则是植物生存的终极杀手锏。
理不清的敌友关系
有趣的是，在这场植物与动物的战争中，在植物拥有各种防御武器的同时，动物也相应地发展了自己的解毒能力，用来对付植物。比如某些种类的昆虫会逐渐生成一种降解植物产生的有毒化合物的方法。面对昆虫的对策，植物通过变换已有的化合物，不断地发展新化合物。当昆虫的抗毒能力增强了的时候，又会促使植物发展更新、威力更强的化学武器。而昆虫又能对植物产生的化合物快速形成免疫能力。一些科学家把这个过程描述为植物和素食动物之间的生物学“军备竞赛”。
有时候，这种“军备竞赛”可构造出一种独特的关系链。例如：乳草科植物的乳状树液含有有毒化合物，多数昆虫不敢食用它，但是王蝶的幼虫能够吃乳草植物，并把毒物储存在自己的身体中。毒物使王蝶味道欠佳，王蝶又因此逃避了许多食肉动物的攻击。
通过互利共生的关系，某些植物种类得到动物天敌的保护。在这种关系里，植物为特别类群的昆虫提供专门的食物。反过来，这种昆虫保护植物免遭其他动物的危害。植物和昆虫互利共生的典型例子是蚂蚁和洋槐之间的相互关系。蚂蚁居住在洋槐树上的刺洞中，洋槐树叶片分泌蔗糖溶液供蚂蚁饮食。作为回报，蚂蚁将每棵树周围的地面都清扫干净，并且攻击进入清扫区域或降落在洋槐树上的其他任何动物。
这些植物是怎样知道如何制造、使用和发展自己的防御武器的?它们又是怎样合成的呢?探索和揭开这里面的奥秘，是非常有意义的。
想不到这些看似没有还手之力的植物发起飚来，还是很厉害的。如果你要到植物茂盛的地方去，一定要小心喽。小看它们，是会被“兵器”伤到的。
