就像我们一样,植物需要水才能生存,但这并不意味着这些绿叶蔬菜比我们更喜欢倾盆大雨。
令人惊讶的发现表明,当灰云隐约而雨开始下雨时,它们的反应是即时的,全力以赴的,接近“恐慌”的反应。
专家们说,水分看起来是奇怪的(毕竟,水应该给植物带来生命,而不是死亡),水分是疾病在植物中传播的唯一方式,甚至比温度更重要。您会发现,叶子湿的时间越长,病原体定居的机会就越大。
西澳大利亚大学的植物生物化学家Harvey Millar说:“当雨滴溅落在叶子上时,四面八方的水滴会弹跳。”“这些飞沫可能包含细菌,病毒或真菌孢子。单个飞沫可以将这些飞沫传播到周围的植物长达10米。”
换句话说,植物对雨的反应有点像您对别人打喷嚏的反应:这并不令人愉快,并且使您直接进入防御模式。一个国际研究小组用喷雾瓶模仿雨水,观察到微观植物变化的快速多米诺效应,这种效应是由一种叫做Myc2的强大蛋白质开始的。
在与水接触的最初10分钟内,植物中的700多个基因做出了反应,其中大多数基因在大约四分之一小时内继续增加表达,从而改变了植物的蛋白质,转录和激素平衡,然后再次发生恢复正常。只需触摸一下水,作者报告这些植物立即积聚了信号化合物,例如钙,激活了膜对触摸的反应并经历了全基因组的转录变化。
但是,尽管这些变化只是暂时的,但反复接触最终导致植物生长受阻,开花延迟。“当Myc2激活时,成千上万的基因开始起作用,为植物的防御做好准备,” Millar解释说。“这些警告信号从一叶传到另一叶,并引起一系列保护作用。”
总共,在喷水后,至少有20个与蛋白质相关的基因被Myc2直接靶向和调控。而且,这些植物用于在叶片之间传播信息的相同信号也被用于与附近的植物进行通讯。
作者说,响应水滴产生的许多化学物质之一就是茉莉酸,它调节着植物生长和应对胁迫的许多生理过程。另外,当茉莉酸盐化学品传播到空中时,它们还可以让其他工厂知道发生了什么以及它们如何应对。
Millar解释说:“如果植物的邻居启用了防御机制,则它们传播疾病的可能性就较小,因此,将警告传播到附近的植物对他们最大的利益。”
保护自己作为一种植物,就是与自己和周围其他人的交流。本月初,另一篇论文发现,当植物受到攻击时,它们会进化出一种通用的“语言”来警告其他危险的掠食者。