植物小宇宙
拒絕坐以待斃 植物也能大反攻

文/葉綠舒 圖/古室友 (2021/5/18)

 對於其他生物的攻擊,動物可以躲,可以反擊,但是完全不會動的植物如果被咬,要怎麼辦呢?難道就只能乖乖的坐以待斃嗎?

 其實植物沒有我們想得那麼「呆」!當植物被咬的時候,植物組織裡的亞麻酸或亞油酸等脂肪酸,會與昆蟲口水裡的穀胺酸等胺基酸結合,產生一種稱為「激發子」的化合物。

 產生了「激發子」,接下來要做什麼呢?雖然目前並不清楚植物是用什麼分子來辨別這些激發子,但接下來在許多植物中都會發生兩件事:第一件事是,植物會開始合成茉莉酸;第二件事是,植物會產生揮發性化合物,並把它釋放到空氣中。

許多植物被咬後,會在體內製造毒素遏止動物啃食。

化學武器
召喚敵人的敵人

 茉莉酸是以亞麻酸為原料,經過葉綠體與過氧化氫體合作合成的。茉莉酸會刺激植物,開始產生一些有毒的「次級代謝物」,讓昆蟲們吃了不舒服,甚至死掉。另外,植物還會產生一些蛋白質,來抑制昆蟲腸子裡的消化酵素,讓昆蟲消化不良。

 揮發性化合物的功用就更不可思議了!有些揮發性化合物是用來通知鄰居自己被攻擊了,這麼一來,鄰居也會趕緊提升防禦工事;有些揮發性化合物,則帶有昆蟲不喜歡的氣味,讓昆蟲胃口變差,不願繼續啃食植物。

 有些揮發性化合物更厲害,它們的功用類似某些昆蟲交配時會放出的費洛蒙,會把昆蟲給召喚過來。什麼樣的昆蟲呢?就是咬它們的這些昆蟲的天敵!也就是說,植物是會報復的,你咬我一口,我要召喚你的天敵讓你償命,夠狠吧?

棉鈴蟲可以分泌酵素,關閉植物氣孔,讓植物無法發出「警報」。

切斷警報
棉鈴蟲見招拆招

 但是,這些昆蟲既然一定要吃東西才能活,當然也要想辦法克服植物的這些殺手。有些昆蟲發展出抗毒本事,甚至「以毒為生」:如樺斑蝶就不怕有毒的馬利筋,甚至專門以馬利筋為食草。

 最近發現「打遍天下無敵手」的棉鈴蟲更厲害,牠們的口水裡面有一種稱為「葡萄糖氧化酶」的酵素,這種酵素可以直接把植物的氣孔關掉,讓揮發性化合物無法釋放,就沒辦法通知左鄰右舍這裡有狀況。

 更可怕的,是棉鈴蟲甚至還會直接抑制植物合成這些揮發性化合物,從源頭去消滅信號呢!也因為這樣,食性廣泛,能以棉花、玉米、番茄等多種作物為食的棉鈴蟲,是相當棘手的害蟲。

 雖然科學家為了防治棉鈴蟲,也嘗試製作了基改作物,讓棉鈴蟲吃了會死掉,棉鈴蟲卻在短短幾年內就發展出抗性,真是防不勝防。

 不過,植物還是持續發展出各式各樣的方法來保護自己,例如最近的研究發現,有些十字花科植物在白粉蝶產卵後,會讓卵附著位置的細胞「自殺」,這樣一來,蟲卵就會孵不出來。看來這掠食者與食物之間的大戰,還真是永無止境!

樺斑蝶的幼蟲很有本事,能以有毒植物的葉子為食。 圖/達志影像