当植物开战的时候

与我们两足动物世界的忙碌相比，一株植物的生命可能会显得一片宁静的绿洲。但是仔细看一下。害虫的贪婪胃口使植物处于持续的压力之下：它们必须为生存而斗争。

他们确实在战斗。植物非但不是被动的受害者，反而进化出了强大的防御能力：充当毒素的化合物，发出不断升级的攻击信号，并向不太可能的盟友寻求帮助。

然而，所有这些安全都是有代价的：能源和其他资源，否则植物可以用来生长和修复。因此，为了平衡预算，工厂必须有选择性地选择如何以及何时部署他们的化学武器库。这里是他们开发的五种策略，它们可以在不牺牲自身福祉的情况下击退害虫敌人。

工厂不是全天候生产化学防御系统(这是对资源的浪费)，而是将生产推迟到攻击正在进行中。昆虫一咬树叶，树叶就会发出挥发物的警报，挥发物是一种化学照明弹，它会告诉植物的其他部分以及它的邻居开始设置路障。

这个早期预警系统通过一系列分子事件起作用。首先，它会触发“茉莉酸”荷尔蒙的释放，进而分解被称为Jaz的蛋白质。这些蛋白质使指导生产各种有毒和保护性化学物质的基因沉默。通过消除Jaz，茉莉酸荷尔蒙释放这些基因来表达自己，从而为工厂的武器装配线提供动力。

它不一定要走下坡路，“格雷格·卡尔在谈到地球的未来时说。“如果我们理解了可持续生活的意义，人类在这个星球上可能会生存数千年。”在这个担心气候变化的时代...。多读。

植物还利用地下网络相互警告即将到来的危险。许多物种与土传真菌有共生关系，这种真菌穿透植物根部的外层，以其储存的碳为食，并帮助它吸收重要的营养物质，如氮和磷。这种真菌通过发出被称为菌丝的长长的线状分枝来生长，这些分枝在附近的植物上定居，形成巨大的地下网络。

在对豆类植物的实验中，当研究人员将蚜虫放在塑料袋里的植物上(这样它就不能通过空中广播警告)时，其他连接到地下真菌网的植物开始大量产生防御性化合物。然而，他们那些没有联系的邻居却没有。这种真菌似乎就像一个生物互联网，将重要的信息从一株植物带到另一株植物。

植物还通过招募盟友来为它们进行一些战斗来节约资源。在植物的武器中，有一种挥发物，它能招手昆虫袭击者的捕食者。

例如，当毛虫吃欧洲玉米时，这些植物会释放出挥发性的β-石竹烯，这会吸引寄生蜂。黄蜂在毛虫体内产卵，放慢了它们的进食速度，最终在几周后卵孵化时杀死了它们。欧洲玉米也会在地下释放β-石竹烯，以应对根虫的攻击。这个信号漂浮在土壤的孔隙中，呼唤着食肉蛔虫：“晚餐准备好了，来拿吧！”

然而，在某些情况下，求助电话可能会邀请不受欢迎的客人。例如，在美国种植的玉米品种已经失去了产生β-石竹烯的能力，使它们更容易受到虫害的攻击。但是，当研究人员在实验室植物中恢复了负责产生这种化学物质的基因时，它们的根就被一种病原真菌侵染了。这种真菌似乎已经进化出将β-石竹烯识别为邀请，给玉米带来了一个艰难的选择：留下它的黄蜂和蠕虫盟友，屈服于这种真菌-或者冒着机会对抗草食动物。

既然你可以引诱你的攻击者落入精心设置的陷阱，为什么还要不厌其烦地开枪呢？十字花科植物(包括花椰菜、卷心菜和芥末)将看似无害的化合物硫代葡萄糖苷储存在细胞隔间中，隔壁有一种叫做芥子酶的酶。这两个储存体之间只有一层薄薄的细胞壁隔开。当毫无戒备的食草动物咬穿这堵墙时，黑芥子酶与硫代葡萄糖酸盐混合，催化化学反应，将攻击者吞没在有毒的云层中。(正是这些反应赋予十字花科植物特有的苦味和抗氧化特性。)。

然而，只有当这些诱杀装置有效时，植物才会投入更多的资源来制造它们。当像毛毛虫这样的咀嚼昆虫激活捕捉器时，由此造成的损害会诱导植物增加硫代葡萄糖苷的产生。然而，像蚜虫这样的吸食昆虫，通过针状的管子进食来避免引发陷阱，效果很小：这种植物不会将资源浪费在无效的武器上。

一些植物已经学习了它们敌人的通讯密码，并用它们来传播错误的信息。例如，蚜虫在捕食者袭击时会释放信息素β-法尼烯。这一警告告诉该地区的其他蚜虫，它们已经被隆隆作响，是时候离开了。在蚜虫袭击期间，植物通常会释放出β-法尼烯，可能是为了通过模仿它们的求救信号来吓跑它们的侵略者。但并不是所有的β-法尼烯信号都可以。

在大多数情况下，植物会源源不断地释放信息素，作为防御挥发物混合物的一部分，蚜虫已经学会了忽略它。然而，野生马铃薯已经找到了一种改变这种信号的方法，并取得了成功的效果：它将信息素储存在微小叶毛末端的精致鳞茎中。当蚜虫落在树叶上时，它的腿会粘在树叶的粘性表面上。当蚜虫在努力挣脱自己时，它会折断球茎，突然释放出β-法尼烯，这似乎模仿了蚜虫的脉冲警报叫声。

在一场艰苦的战斗中，植物必须照顾它的伤害。一系列被称为绿叶挥发物的化合物起到防腐剂的作用，保护受损的组织免受细菌或真菌的感染。(这些挥发物组成了刚割下的草的香味，它会向邻近的植物发出另一种警告，提醒它们危险就在眼前。)

受伤的植物还会产生创伤酸，也就是众所周知的“伤口荷尔蒙”，它会刺激细胞分裂，以愈合裂口，其方式与动物伤口中的血液凝结非常相似。这些反应在攻击后的几分钟内就会发生：植物开始自我修补，同时仍在抵抗入侵者。因此，植物必须不断地决定如何在防御和再生之间分配资源。

随着植物和昆虫之间的斗争一代又一代地展开，每个对手都在不断修改自己的战术，试图占据上风。例如，昆虫正开始进化出针对植物各种防御的解毒剂，包括中和毒素，甚至为了自己的目的而窃取毒素的能力，从而迫使植物开发新的策略。这场战争是一场红皇后的军备竞赛：双方都在全力奔跑，只是为了站稳脚跟。

迈克·纽兰(Mike Newland)是东英吉利大学的博士后研究助理，研究生物圈和大气之间的相互作用。