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植物的一生中,经常会受到动物的伤害,因为动物都直接或间接以植物为食,因此植物得想出办法来进行自我保护。很多植物并不是干等着食草动物来吃它们的叶子,它们会反击,而且用的是致命武器。“道高一尺,魔高一丈”,那些素食的动物又“发明”出与之对抗的武器,而那些植物又会进一步采取防御措施……于是,人们在动物和植物之间发现了极富戏剧性的一幕。
植物战胜了动物
1981年,一种叫舞毒蛾的森林害虫在美国东北部的橡树林大肆蔓延,让橡树受到了严重危害。可是到了1982年,当地的舞毒蛾突然销声匿迹,橡树林则郁郁葱葱,生机盎然。这使森林学家们感到非常奇怪,通过分析橡树叶子的化学成分,科学家发现了一个惊人的秘密:在遭到舞毒蛾咬食之前,橡树叶子中的单宁酸并不多,但在被咬食之后,叶子里的单宁酸大量增加。单宁酸跟舞毒蛾体内的蛋白质结合后,会让叶子变得难以消化,舞毒蛾自然变得食欲不振,行动呆滞,很不舒服,结果不是病死,就是被鸟类吃掉。正是依靠单宁酸这种奇妙的“武器“,橡树林才战胜了舞毒蛾!
无独有偶,在阿拉斯加也曾发生过类似的趣事。1970年,阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖非常迅速,它们啃食植物嫩芽,破坏树木根系,严重威胁了森林。为了保护森林,人们想方设法围捕野兔,可是收效甚微。眼看大量森林即将遭到毁灭,就在这时,野兔突然集体生起病来,猛拉肚子,大量病死。这到底是怎么回事?科学家发现,森林中所有被野兔咬过的树木,在其新长出的芽叶中都会产生一种有毒物质。正是这种有毒物质使得野兔生病、死亡,最终逼得野兔离开了森林。
长颈鹿和驼刺合欢的拉锯战
数百万年前,由于大群的羚羊、角马、斑马吃光了南非草原上的草,习惯忍让的长颈鹿只好向“高层次”发展,它们长出长长的脖子,可以吃到驼刺合欢树冠上的叶子。驼刺合欢最初的防御措施是:在叶子间长出5厘米长像钢针一般坚硬的刺,这些刺实际上是变态叶。
长颈鹿采取了两种措施来对付那种刺。第一,长颈鹿的舌头、喉咙、食道和胃壁都长了厚厚的“铠甲”,就算吃下去图钉,它们也不会受重伤。第二,长颈鹿吃叶子的时候,从不会垂直对着树枝下嘴,而是活动下颌从侧面去吃。这样它们只接触刺的侧面,而不会碰到刺的尖。此外,长颈鹿的舌头长而且窄,舌尖可以灵巧地卷住薄薄的叶子,并把刺从叶子之间挑出来。
可是驼刺合欢又有应付的办法:一旦一只长颈鹿开始在一棵树上吃叶子,10分钟之内,这棵树就开始在叶子里生产单宁酸,量大时可以让“吃货”死于非命。当旱季到来,饥饿的大群羚羊争先恐后啃吃驼刺合欢的叶子,然后痛苦万状地呕吐甚至死去时,长颈鹿早就想出了对策。它们在一棵驼刺合欢上啃叶子的时间从来不会超过5~10分钟,一旦品尝出毒素的苦味,它们就踱向下一棵树了。
然而,驼刺合欢却采用了一种令人难以置信的方法,决心毁了长颈鹿的美餐。原来,正在被长颈鹿啃吃的树不仅放出毒素保护自己,同时还释放出一种警告气味,向附近的驼刺合欢发出信号:“注意!敌人来了,现在就开始放毒!”借着风的帮助,50米内的其他驼刺合欢都收到了警报,便立即开始行动。当长颈鹿走到它们那里去吃的时候,甚至1分钟不到就得草草收场。没吃饱的长颈鹿只好逆着风去找一棵还没有收到警报的树,若是没有风,它就会跑上至少50米,也就是跑出气味警报的范围以外才开始再啃叶子。
植物对付动物的种种绝招
驼刺合欢能做到的,别的植物其实也能做到。为什么咖啡树的果实里含有咖啡因,茶树叶子里含有茶碱,烟草叶里含有尼古丁呢?它们是为了让人悠闲地享用吗?恐怕不是这样。这些物质其实都是“杀虫剂”。
含羞草的“害羞”特性,其实也是一种特殊的自我保护方法,动物稍稍碰它一下,它马上就会合拢叶片,这习惯性的动作准会让垂涎它的动物大吃一惊,继而逃之夭夭。
欧洲阿尔卑斯山上的落叶松也十分有趣,幼时的嫩芽被羊吃掉后,它就在原来的地方长出一簇刺针。于是,新芽就在刺针的严密保护下安然成长起来,一直长到羊吃不着它时,才抽出平常的枝条。
有的植物为了使自己免受灭顶之灾,还想尽办法来使昆虫厌食。昆虫在吃了植物的茎叶以后,就会消化分解植物体内的多糖,在昆虫体内产生能量维持生命。有些植物根据这一情况,制造出一类化学结构跟果糖非常相似的化合物,能成功地欺骗糖苷酶,使它把这种化合物当成果糖来结合。但这一结合就破坏了糖苷酶的催化水解反应,既不能消化纤维素,也就不能变成单糖。结果昆虫在吃了植物后感觉不到甜味,因而胃口大伤,不再敢吃。
但是,也有一些植物学家不同意植物能够自卫的说法,认为自卫是有目的的反应,植物没有神经系统,没有意识,它们是怎么感知昆虫的侵袭,又是如何调整体内化学反应去合成一些使害虫望而生畏的化学物质?看来,只有弄清楚这些植物的生理学机理,才能最终解开植物和动物之间的“战争”之谜。
植物战胜了动物
1981年,一种叫舞毒蛾的森林害虫在美国东北部的橡树林大肆蔓延,让橡树受到了严重危害。可是到了1982年,当地的舞毒蛾突然销声匿迹,橡树林则郁郁葱葱,生机盎然。这使森林学家们感到非常奇怪,通过分析橡树叶子的化学成分,科学家发现了一个惊人的秘密:在遭到舞毒蛾咬食之前,橡树叶子中的单宁酸并不多,但在被咬食之后,叶子里的单宁酸大量增加。单宁酸跟舞毒蛾体内的蛋白质结合后,会让叶子变得难以消化,舞毒蛾自然变得食欲不振,行动呆滞,很不舒服,结果不是病死,就是被鸟类吃掉。正是依靠单宁酸这种奇妙的“武器“,橡树林才战胜了舞毒蛾!
无独有偶,在阿拉斯加也曾发生过类似的趣事。1970年,阿拉斯加原始森林中的野兔繁殖非常迅速,它们啃食植物嫩芽,破坏树木根系,严重威胁了森林。为了保护森林,人们想方设法围捕野兔,可是收效甚微。眼看大量森林即将遭到毁灭,就在这时,野兔突然集体生起病来,猛拉肚子,大量病死。这到底是怎么回事?科学家发现,森林中所有被野兔咬过的树木,在其新长出的芽叶中都会产生一种有毒物质。正是这种有毒物质使得野兔生病、死亡,最终逼得野兔离开了森林。
长颈鹿和驼刺合欢的拉锯战
数百万年前,由于大群的羚羊、角马、斑马吃光了南非草原上的草,习惯忍让的长颈鹿只好向“高层次”发展,它们长出长长的脖子,可以吃到驼刺合欢树冠上的叶子。驼刺合欢最初的防御措施是:在叶子间长出5厘米长像钢针一般坚硬的刺,这些刺实际上是变态叶。
长颈鹿采取了两种措施来对付那种刺。第一,长颈鹿的舌头、喉咙、食道和胃壁都长了厚厚的“铠甲”,就算吃下去图钉,它们也不会受重伤。第二,长颈鹿吃叶子的时候,从不会垂直对着树枝下嘴,而是活动下颌从侧面去吃。这样它们只接触刺的侧面,而不会碰到刺的尖。此外,长颈鹿的舌头长而且窄,舌尖可以灵巧地卷住薄薄的叶子,并把刺从叶子之间挑出来。
可是驼刺合欢又有应付的办法:一旦一只长颈鹿开始在一棵树上吃叶子,10分钟之内,这棵树就开始在叶子里生产单宁酸,量大时可以让“吃货”死于非命。当旱季到来,饥饿的大群羚羊争先恐后啃吃驼刺合欢的叶子,然后痛苦万状地呕吐甚至死去时,长颈鹿早就想出了对策。它们在一棵驼刺合欢上啃叶子的时间从来不会超过5~10分钟,一旦品尝出毒素的苦味,它们就踱向下一棵树了。
然而,驼刺合欢却采用了一种令人难以置信的方法,决心毁了长颈鹿的美餐。原来,正在被长颈鹿啃吃的树不仅放出毒素保护自己,同时还释放出一种警告气味,向附近的驼刺合欢发出信号:“注意!敌人来了,现在就开始放毒!”借着风的帮助,50米内的其他驼刺合欢都收到了警报,便立即开始行动。当长颈鹿走到它们那里去吃的时候,甚至1分钟不到就得草草收场。没吃饱的长颈鹿只好逆着风去找一棵还没有收到警报的树,若是没有风,它就会跑上至少50米,也就是跑出气味警报的范围以外才开始再啃叶子。
植物对付动物的种种绝招
驼刺合欢能做到的,别的植物其实也能做到。为什么咖啡树的果实里含有咖啡因,茶树叶子里含有茶碱,烟草叶里含有尼古丁呢?它们是为了让人悠闲地享用吗?恐怕不是这样。这些物质其实都是“杀虫剂”。
含羞草的“害羞”特性,其实也是一种特殊的自我保护方法,动物稍稍碰它一下,它马上就会合拢叶片,这习惯性的动作准会让垂涎它的动物大吃一惊,继而逃之夭夭。
欧洲阿尔卑斯山上的落叶松也十分有趣,幼时的嫩芽被羊吃掉后,它就在原来的地方长出一簇刺针。于是,新芽就在刺针的严密保护下安然成长起来,一直长到羊吃不着它时,才抽出平常的枝条。
有的植物为了使自己免受灭顶之灾,还想尽办法来使昆虫厌食。昆虫在吃了植物的茎叶以后,就会消化分解植物体内的多糖,在昆虫体内产生能量维持生命。有些植物根据这一情况,制造出一类化学结构跟果糖非常相似的化合物,能成功地欺骗糖苷酶,使它把这种化合物当成果糖来结合。但这一结合就破坏了糖苷酶的催化水解反应,既不能消化纤维素,也就不能变成单糖。结果昆虫在吃了植物后感觉不到甜味,因而胃口大伤,不再敢吃。
但是,也有一些植物学家不同意植物能够自卫的说法,认为自卫是有目的的反应,植物没有神经系统,没有意识,它们是怎么感知昆虫的侵袭,又是如何调整体内化学反应去合成一些使害虫望而生畏的化学物质?看来,只有弄清楚这些植物的生理学机理,才能最终解开植物和动物之间的“战争”之谜。