四植物的防卫功能（第1页）

四、植物的防卫功能

你知道吗？在我们看来，植物的世界是那么和谐、静谧、美好。其实，植物每天都面临动物的采食、践踏、破坏，还要抵御各种各样的病虫害入侵。可以说，植物每时每刻都面对被蚕食、被破坏的危险。为了生存，它们也要进行积极有效的防御。那么，植物是如何进行防御的呢？

1。物理防御

在干旱地区，植物获得一点水分是十分不易的，动物们还想通过摄食从植物身上获取营养和水分。如果任由它们采食，植物的生存就不能保证。在长期的演化过程中，很多旱生植物的身上长出了尖刺，使掠食的动物不敢轻易接近和践踏。例如，仙人掌科植物近卫柱（图7-6）的叶退化成了叶刺，既减少了水分的蒸发，又起到了防御敌害的作用，有利于它在干旱的环境下生存。还有松树的针叶，芦荟的边缘带刺的叶子，沙棘的特化成木刺的茎，让草食动物无从下口，能够让很多动物打消掠食的想法。麻叶荨麻（图7-7）的叶子上布满毛刺，动物接触后会感觉发麻、疼痛，所以它们在山上成簇生长而没有动物采食。

图7-6近卫柱

图7-7麻叶荨麻

以上说的是对动物的防御，其实空气中还到处都存在着各种各样的致病菌，植物又是如何防御的呢？有的树木枝干表面布满了厚厚的死细胞（树皮的一部分），让致病菌无法生存。有的植物枝叶表面覆盖了一层蜡质，既可以保存水分，又能防止病菌入侵。有的植物茎叶上布满了绒毛，也可以减少致病菌入侵的机会。

2。化学防御

有些植物如松树、柑橘树能分泌黏稠的树脂（图7-8），树脂散发出的特殊气味令寄生虫无法安身，也让很多打算以松树、柑橘枝叶为食的动物退避三舍。200多年以前，瑞典植物学家林奈在拉普兰进行科学考察的时候，当地正流行一种“瘟病”，成千上万的牲畜死亡。林奈仔细研究后发现，导致这种瘟病发生的是一种植物——毒芹（图7-9）。毒芹的茎叶都含有毒芹碱，可以起到自我保护的作用。如果人误食了毒芹，就会出现头痛、恶心呕吐、手脚发麻的症状，误食过多会全身瘫痪、昏迷，甚至死亡。牛羊误食了毒芹之后，也会出现和人类似的症状。由于当地人不知道病因，没有采取措施避免牛羊继续误食毒芹，导致一批又一批的牛羊相继死亡，人们将这种病误认为是瘟疫，其实只要不让牛羊吃毒芹就可以避免。

图7-8树脂

图7-9毒芹（刘铁志供图）

好马为什么不吃回头草？是因为经过马啃食的青草会迅速木质化，纤维素增多，让马儿觉得这些啃过的青草艰涩难咽。被啃咬过的青草释放到空气中的化学物质还会令马儿食欲降低，头晕眼花。所以我们看到马儿在吃草的时候一般不走回头路，其实是它的无奈选择。在沙漠里有一种植物叫骆驼刺，因为它含水极少而且又坚硬多刺，一般的草食动物对它无可奈何。骆驼是高度适应沙漠生活的动物，它们的嘴唇和口腔不怕骆驼刺，但骆驼在吃骆驼刺的时候也只能站在上风头，而且吃几口就得换一棵再吃，不然它就会被骆驼刺释放的化学物质熏得头昏眼花甚至晕倒。

图7-10两型豆（刘铁志供图）

此外，植物还能互相传递信息，做到共同防御。两型豆（图7-10）被二斑叶螨侵染后，与其相邻的两型豆也能产生抵御二斑叶螨的化学物质，以减少害虫的啃咬。这是植物之间相互帮助的一个例子。

那么，植物做出这些反应的生理基础是什么？研究表明，植物在长期的演化中具备了能产生“它感化合物”的能力。这些“它感化合物”在植物代谢中不起作用，却能在植物防御动物方面发挥重要的作用。“它感化合物”可能是生物碱、氰化物、萜类、糖苷等物质，动物如果摄入了这些物质，轻则伤身，重则致命；“它感化合物”也可以是树脂等让动物闻到就没有食欲的物质；“它感化合物”还可能是蛋白酶抑制剂等影响草食动物消化的物质，草食动物在摄食“它感化合物”以后消化不良，腹痛腹泻，这让它们再也不敢轻易摄食这类食物；“它感化合物”还可以是一些挥发性的类似于信息激素的化学物质，一棵植物受到草食动物的啃咬摄食，附近的其他同种植物就能收到它发出的化学信号，并迅速产生让细胞木质化、让细胞产生毒素等的变化，等草食动物过来摄食时，让它们感到口味变差，甚至头昏眼花，就无心摄食而离开了。

3。间接防御

前面我们讲的植物防御策略都属于直接防御。直接防御虽有一定效果，但需要消耗大量的物质和能量，而且时间长了也会造成草食动物做出适应性反应。所以，植物要防止草食动物的侵害，仅靠直接防御是不行的，通过长期的演化很多植物有了间接防御能力。例如，玉米受甜菜夜蛾幼虫危害后，释放出萜类、吲哚等化合物，吸引小茧蜂在甜菜夜蛾幼虫体内产卵，导致甜菜夜蛾因繁殖率降低而减轻对自己的危害。有些植物能够避开昆虫活动的高峰期，早早地开花结果，避免昆虫的采食。有些植物能一次性产生大量的种子，即使被动物吃掉了很多，仍然能够留下一些作繁殖之用。例如，橡树结橡子就非常特殊，它们并不是年年结果，而是间隔几年突然产生大量的橡子，让松鼠等动物吃也吃不完，留下来的橡子就可以生长成新的橡树。在接下来的几年里橡树不再生产橡子，这就防止了松鼠对橡子的依赖，以利于下一次繁殖。

4。合作共赢

长期的演化，让某些植物与动物建立了合作共赢的关系。洋槐分泌糖分吸引蚂蚁，蚂蚁为了安全和取食方便就住在洋槐的树洞里。同时，蚂蚁也会帮助洋槐驱赶前来采食树叶的昆虫。

在巴西热带雨林里，有很多动物都是专门啃食树叶的草食动物，有一种名叫蚂蚁树的桑科植物却有对付这些草食动物的好办法。它的花叶能产生蜜露，吸引一种益蚁住在自己中空的茎秆里。茎秆就像笛子一样，在侧面有许多小孔，这是益蚁在蚂蚁树上开凿的进出通道。这样，蚂蚁树既给益蚁提供食物，又给它们提供休憩繁殖的巢穴，这里就成了益蚁的家园。当啃咬树叶的其他动物来临的时候，益蚁就会倾巢出动，群起而攻之，把这些动物赶跑。即使大型草食动物遇到一群蚂蚁的攻击也往往不胜其烦，只好拔腿离开，这就是蚂蚁树的生存策略。

在亚马孙河流域的原始森林里，有一种植物叫日轮花。日轮花长得非常娇艳，它能发出像兰花那样诱人的阵阵芳香，但比兰花的花香还要浓郁，在很远的地方都能闻到。如果有动物被它的花香吸引前来采蜜，就会被它那细长如鹰爪一样的叶子牢牢缠住。此时，躲在日轮花旁边的黑寡妇蜘蛛就会蜂拥而至，这种蜘蛛能分泌神经毒素，动物被它咬伤后会很快毙命。黑寡妇蜘蛛吃了动物之后，它们的粪便就成为日轮花的肥料，所以日轮花和黑寡妇蜘蛛是互利互惠的关系。如果人不慎碰到了日轮花，也很可能会像动物那样被黑寡妇蜘蛛毒死。所以当地的土著居民都知道日轮花的厉害，看见它就会远远地避开。

古巴有一种棕榈树名叫蝙蝠棕。蝙蝠棕上部的叶片非常繁茂，向上生长。下面的叶片则略显干枯，向下低垂。蝙蝠是昼伏夜出的动物。它们晚上出去觅食，白天寻找安全的地方休息。蝙蝠棕高达14m，树干上枝叶交错，一般的肉食动物爬不上去。下部的叶片间隙正好可以给蝙蝠提供休憩场所。到了傍晚，蝙蝠活跃起来，纷纷飞走。此时，正好到了燕子休息的时候，有大批的燕子飞到棕树上过夜。到了清晨，燕子起床，蝙蝠又来了。蝙蝠和燕子的粪便掉落在棕树下面，时间长了竟可厚达30cm，为棕树提供了丰厚的肥料。

5。丢卒保车

如果动物体内感染了细菌、病毒等病原体，体内的免疫系统就会马上行动起来，消灭这些病原体。倘若植物受到了病原体的侵害，它也会马上做出反应。它会在侵染点周围形成木栓层或胶质层，就像是构筑了防御病原体扩散的城墙，将病原体固定在某一区域，进而分泌一些化学物质将其消灭。除此之外，植物会在病原体侵入后产生过敏性反应，形成坏死枯斑，一段时间后甚至能从植物体上脱落下来，这样植物以牺牲掉自己身体的一小部分为代价，遏制了病原体的扩散和发展，维护了整个机体的健康。

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