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番茄受蟲攻擊 會發出求救訊號

研究發現番茄具備警告主植物,遭到害蟲攻擊的能力。(Shutterstock)
研究發現番茄具備警告主植物,遭到害蟲攻擊的能力。(Shutterstock)

編譯/李少維
植株內有多個以化學物質和荷爾蒙作為訊號機制的通道,一般都是通過樹液進行傳輸。對於有果實的植物來說,營養肯定是從植株的各個部位流入果實。可是,果實會不會把訊息傳回給植株?又是怎樣傳遞?

最近一份研究對番茄品種進行的實驗觀測顯示,番茄在受到毛毛蟲侵害的時候,會以特定電流的形式向植株傳遞訊號,有助於植株其他部位提前做好防禦準備。

這份研究報告的主要撰寫人巴西佩洛塔斯聯邦大學(Federal University of Pelotas)的賴西格(Gabriela Niemeyer Reissig)說:「我們通常忘記了果實也是活的,是母體植株上具有一定自主獨立性的一部分。它們遠比我們所知的更複雜。既然果實也是植物的一部分,也是由和樹葉、莖乾一樣的纖維組織構成的,為什麼它們就不會像葉子一樣和植株發出訊號,通知它們那裡的情況?」

「我們發現,果實會和植株分享一些重要的訊息,例如:在受到毛毛蟲攻擊的情況下。」

一種理論假設果實通過電子訊息與植株通信。於是賴西格和同事把選定的一種番茄植株放在法拉第籠(Faraday’s cage)內進行實驗,驗證這種理論。法拉第籠是一種有金屬或良導體形成的籠子,可以屏蔽外部的電磁場。觀測細微電磁現象的實驗經常用到這種工具。

研究人員在果實和植株部位分別接上電極,並用一種毛毛蟲感染番茄,持續24小時觀測在被毛毛蟲攻擊之前、攻擊的過程中和攻擊之後,番茄的果實和植株的電子訊息反應。研究組還借助人工智慧軟體,從大量的訊息中嘗試找到規律。

結果顯示,在被攻擊之前和之後探測到的電子訊息有著明顯的區別。而且,在番茄遭到毛毛蟲的攻擊後,研究人員在番茄植株的其他各個部位,都檢測到了番茄自身分泌的天然防蟲害的化學物質——過氧化氫。

這表明,番茄植株的其他部位在果實遭到攻擊後已經得到了「情報」,從而激發植株做好了防禦準備。

研究者表示,接下來他們將進一步探討其他植物品種是不是也使用這樣的電子訊號機制,並想了解,他們探測到的這種訊息特徵,是這個番茄品種所特有的,還是與其他植物的訊息有一些共同之處。

賴西格還提到,以前的研究難以從大量的數據中發現規律,現在,人工智慧軟體的應用起了很大的作用。這樣的研究成果有助於農業發展更早發現蟲害的技術。盡早的發現蟲害,才有機會使用強度更低、或對環境傷害更小的方式進行應對。

這份研究7月20日發表於《可持續糧食系統前沿》(Frontiers in Sustainable Food Systems)期刊。◇