紅薯的植株沒有刺和毒來保護(hù)自己。但一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn),一些紅薯植株進(jìn)化出一種“聰明”的方式,讓食草動(dòng)物知道它們并不是可以“隨意吃”的美餐。當(dāng)一片葉子受傷后,它會(huì)產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)警告植物的其它部分和“鄰居”,不要讓自己成為食物。紅薯的種植者可以讓這種植物產(chǎn)生這種化學(xué)物質(zhì),作為一種天然的害蟲防御方式。
德國耶拿馬普學(xué)會(huì)化學(xué)生態(tài)研究所的植物生態(tài)學(xué)家Axel Mithofer在中國臺(tái)灣地區(qū)生長的兩種紅薯植株中發(fā)現(xiàn)了一些有趣的現(xiàn)象:黃色薯皮、黃色薯肉的“臺(tái)農(nóng)57”普遍可以抵抗害蟲,但是紅薯皮呈深橘色的“臺(tái)農(nóng)66”卻遭受了害蟲啃食。
為了了解背后的原因,該團(tuán)隊(duì)給饑餓的非洲棉葉蟲喂食“臺(tái)農(nóng)57”和“臺(tái)農(nóng)66”的植株。在近日發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》的研究中,作者發(fā)現(xiàn),這兩種植株在毛蟲啃食它們的葉子時(shí),都會(huì)釋放出至少40種通過空氣傳播的化合物。但“臺(tái)農(nóng)57”會(huì)釋放更多的DMNT,這種化學(xué)物質(zhì)會(huì)散發(fā)出一種特別的氣味。“這個(gè)味兒不怎么好聞?!盡ithofer說,“我們不能期待它像香水那樣?!?/p>
DMNT并非一種新化合物,研究人員已經(jīng)從玉米和卷心菜等其它植物中分離出這種難聞的化學(xué)物質(zhì),已知它會(huì)在某些物種中引起防御反應(yīng)。
為了確定這種情況是否發(fā)生在紅薯上,科學(xué)家做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。首先,他們把兩個(gè)植物放在一起,用鑷子把其中一個(gè)弄傷,這樣就產(chǎn)生了DMNT。然后,他們將健康的“臺(tái)農(nóng)57”植物暴露在合成的DMNT中。在這兩種情況下,DMNT使暴露的植物葉片中產(chǎn)生了更多的貯藏蛋白sporamin(“臺(tái)農(nóng)66”并沒有同樣的反應(yīng))。當(dāng)棉葉蟲食用這種貯藏蛋白時(shí),“其消化被抑制了,會(huì)立即停止進(jìn)食,因?yàn)樗鼈兏杏X不舒服?!盡ithofer說。
sporamin是紅薯塊莖中的主要蛋白質(zhì),生食難以消化,這就是為什么紅薯必須煮熟才能供人食用。Mithofer說:“如果毛蟲能把它煮熟,它們就能吃紅薯了?!彼f,理論上,紅薯育種者可以利用基因工程使不同品種的紅薯產(chǎn)生與“臺(tái)農(nóng)57”等量的DMNT,使其產(chǎn)生同樣的防御反應(yīng)。
不過,植物生態(tài)學(xué)家、墨西哥伊拉普阿托國家理工學(xué)院的Martin Heil提醒說,這項(xiàng)研究的應(yīng)用仍然為時(shí)過早。Heil說,DMNT可能在實(shí)驗(yàn)室中有效,但在野外,空氣中的化學(xué)物質(zhì)可以“在幾秒鐘內(nèi)被吹走”。