《科學》雜志:綠色植物能否感到疼痛?傷口實驗立刻激活防御系統(tǒng)

當植物受到攻擊的時候国拇,比如有昆蟲以將植物的枝葉作為每餐時洛史,它們到底有沒有感覺呢?9月14日發(fā)表在學術期刊《科學》上的論文指出酱吝,此時植物其他部位的防御系統(tǒng)都會被激活也殖。這是如何發(fā)生的呢?

根據(jù)最新研究务热,植物采用的是與動物在神經(jīng)系統(tǒng)中所使用相同的信號分子忆嗜。雖然我們大自然中的綠色朋友確實沒有神經(jīng),但他們的確有著驚人的相似之處崎岂。

研究人員使用了熒光蛋白來標記并觀察信號捆毫,它們在植物中以波的形式傳播,對壓力源作出響應冲甘。

來自威斯康星大學麥迪遜分校的植物學家西蒙表示:“我們知道存在著這種系統(tǒng)性信號系統(tǒng)绩卤,如果植物的某處受傷,那么其余部分就會觸發(fā)防御反應江醇。不過我們不知道該系統(tǒng)背后的原理濒憋。”

科學家目前所掌握的是嫁审,如果植物受傷跋炕,電荷會在整株植物中傳播。那些未知區(qū)域會幫助觸發(fā)并傳播這種信號律适。不過這并非他們原本的研究課題辐烂。

研究人員最初通過對鈣含量的上升,來分析植物對重力的響應捂贿【佬蓿看到的是植物如何通過研究鈣的增加來響應重力。植物學家最開始采用的是芥末植物厂僧,以便實時觀察鈣濃度的變化扣草。

有一種特殊的蛋白質,只有在鈣環(huán)境下才能發(fā)出熒光颜屠。研究人員通過切割葉片辰妙,來檢測是否出現(xiàn)了鈣濃度的變化。

在動物中甫窟,興奮的神經(jīng)細胞會釋放出一種叫做谷氨酸的氨基酸密浑,它能夠觸發(fā)一系列攜帶電荷的鈣離子,這些鈣離子會傳播到距離細胞較遠的其他細胞粗井。

類似地尔破,在植物中發(fā)生的事情簡直令人難以置信街图。光波從傷口源釋放出去,以大約每秒1毫米的速度在植物中傳播懒构。

這種信號和動物神經(jīng)信號相比要慢很多餐济,動物神經(jīng)信號可以達到每秒120米的速度。但對于植物而言胆剧,這已經(jīng)算是超快速的“通信”了絮姆。

研究人員發(fā)現(xiàn),一旦出現(xiàn)這種傷害信號的波秩霍,植物受傷區(qū)域的防御性激素就會上升滚朵。

植物因此會作出相應的調節(jié),比如增加有害化學物質前域,使植物對于那些以此為食的昆蟲來說不夠可口≡隙郑或者匿垄,它們甚至會釋放出特殊味道的揮發(fā)物,招引寄生蜂過來归粉,在這些昆蟲身上產(chǎn)卵椿疗,從而幫助吃掉或者消滅它們。

不過糠悼,到底是什么引發(fā)了這種鈣的波動呢届榄?和像動物一樣,研究人員認為它可能來自谷氨酸倔喂,因為植物中也發(fā)現(xiàn)了谷氨酸铝条。2013年發(fā)表的論文曾指出,缺乏谷氨酸受體的植物席噩,也不具有這種傳遞威脅信號的電化學反應班缰。

因此,研究團隊通過傷害沒有谷氨酸受體的植物悼枢,來檢查它們是否會出現(xiàn)對鈣流的影響埠忘。

結果,那些去除電信號的突變體也完全剔除了鈣信號傳導馒索。

也就是說莹妒,植物傷口會溢出谷氨酸鹽,谷氨酸鹽會被觸發(fā)鈣離子傳播的受體吸收绰上,從而打開植物的防御系統(tǒng)旨怠,并試圖防止進一步的傷害。

這些綠色生命在沒有真正神經(jīng)的情況下完成了所有工作渔期。這簡直令人難以置信运吓。不得不說渴邦,這些綠色兄弟比它們看上去要充滿了復雜性與活力。

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