《科学》杂志:绿色植物能否感到疼痛?伤口实验立刻激活防御系统

当植物受到攻击的时候,比如有昆虫以将植物的枝叶作为每餐时,它们到底有没有感觉呢?9月14日发表在学术期刊《科学》上的论文指出,此时植物其他部位的防御系统都会被激活。这是如何发生的呢?

根据最新研究,植物采用的是与动物在神经系统中所使用相同的信号分子。虽然我们大自然中的绿色朋友确实没有神经,但他们的确有着惊人的相似之处。

研究人员使用了荧光蛋白来标记并观察信号,它们在植物中以波的形式传播,对压力源作出响应。

来自威斯康星大学麦迪逊分校的植物学家西蒙表示:“我们知道存在着这种系统性信号系统,如果植物的某处受伤,那么其余部分就会触发防御反应。不过我们不知道该系统背后的原理。”

科学家目前所掌握的是,如果植物受伤,电荷会在整株植物中传播。那些未知区域会帮助触发并传播这种信号。不过这并非他们原本的研究课题。

研究人员最初通过对钙含量的上升,来分析植物对重力的响应。看到的是植物如何通过研究钙的增加来响应重力。植物学家最开始采用的是芥末植物,以便实时观察钙浓度的变化。

有一种特殊的蛋白质,只有在钙环境下才能发出荧光。研究人员通过切割叶片,来检测是否出现了钙浓度的变化。

在动物中,兴奋的神经细胞会释放出一种叫做谷氨酸的氨基酸,它能够触发一系列携带电荷的钙离子,这些钙离子会传播到距离细胞较远的其他细胞。

类似地,在植物中发生的事情简直令人难以置信。光波从伤口源释放出去,以大约每秒1毫米的速度在植物中传播。

这种信号和动物神经信号相比要慢很多,动物神经信号可以达到每秒120米的速度。但对于植物而言,这已经算是超快速的“通信”了。

研究人员发现,一旦出现这种伤害信号的波,植物受伤区域的防御性激素就会上升。

植物因此会作出相应的调节,比如增加有害化学物质,使植物对于那些以此为食的昆虫来说不够可口。或者,它们甚至会释放出特殊味道的挥发物,招引寄生蜂过来,在这些昆虫身上产卵,从而帮助吃掉或者消灭它们。

不过,到底是什么引发了这种钙的波动呢?和像动物一样,研究人员认为它可能来自谷氨酸,因为植物中也发现了谷氨酸。2013年发表的论文曾指出,缺乏谷氨酸受体的植物,也不具有这种传递威胁信号的电化学反应。

因此,研究团队通过伤害没有谷氨酸受体的植物,来检查它们是否会出现对钙流的影响。

结果,那些去除电信号的突变体也完全剔除了钙信号传导。

也就是说,植物伤口会溢出谷氨酸盐,谷氨酸盐会被触发钙离子传播的受体吸收,从而打开植物的防御系统,并试图防止进一步的伤害。

这些绿色生命在没有真正神经的情况下完成了所有工作。这简直令人难以置信。不得不说,这些绿色兄弟比它们看上去要充满了复杂性与活力。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,406评论 5 475
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 84,976评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,302评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,366评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,372评论 5 363
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,457评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,872评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,521评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,717评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,523评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,590评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,299评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,859评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,883评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,127评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,760评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,290评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容