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  2. 第一看點(diǎn)

植物也具備識(shí)別親屬能力

 

美國(guó)研究稱:植物也具備識(shí)別親屬能力



據(jù)美國(guó)《連線》雜志報(bào)道,在數(shù)十年來(lái)一直認(rèn)為植物只能被動(dòng)地接受命運(yùn)之后,科學(xué)家最終發(fā)現(xiàn)它們也擁有行為能力這個(gè)一度被視為動(dòng)物的“專利”。一些植物甚至表現(xiàn)出社會(huì)性,它們也會(huì)關(guān)心家人同時(shí)將附近陌生的家伙趕走。

  向來(lái)富有爭(zhēng)議

  對(duì)植物社會(huì)性的研究仍然很年輕,很多問(wèn)題尚沒(méi)有得到解答。但這種研究可能改變?nèi)藗兛创参锸澜绲姆绞?,為提高地球上日益減少的耕地產(chǎn)量提供一系列新途徑。麥克馬斯特大學(xué)生物學(xué)家蘇珊·達(dá)德利表示:“我在學(xué)校上學(xué)的時(shí)候,那時(shí)的研究人員認(rèn)為一些植物獲取資源的能力高于或者低于其它植物,但他們卻對(duì)植物世界的整個(gè)社會(huì)性形勢(shì)視而不見(jiàn)。在將目光聚焦這個(gè)問(wèn)題后,我吃驚地發(fā)現(xiàn)植物也擁有社會(huì)性。自此之后,我們發(fā)現(xiàn)了更多與之有關(guān)的東西?!?/FONT>

  在刊登于11月出版的《美國(guó)植物學(xué)雜志》的一篇研究論文中,達(dá)德利描述了鳳仙花屬植物(一種常見(jiàn)開(kāi)花植物)在周?chē)杏H人存在時(shí)如何消耗與正常情況相比更少的能量,用于根部生長(zhǎng)。如果遭遇的是在遺傳學(xué)上與之無(wú)關(guān)的鳳仙花屬植物,它們的根部便會(huì)盡可能快地生長(zhǎng)。

  以這種方式辨認(rèn)自己的親人是親屬識(shí)別能力的一個(gè)例子。在動(dòng)物世界,這種現(xiàn)象非常普遍,動(dòng)物是親屬識(shí)別的前驅(qū),它們會(huì)幫助自己的家人,而不是只考慮到自己。達(dá)德利認(rèn)為植物也擁有親屬識(shí)別能力。很顯然,這是一個(gè)富有爭(zhēng)議的想法,與之有關(guān)的爭(zhēng)論同時(shí)也反映出植物社會(huì)性研究已經(jīng)走了多遠(yuǎn)。
      

植物也擁有社會(huì)性

  有助提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?

  上世紀(jì)80年代達(dá)德利求學(xué)時(shí),植物也擁有社會(huì)性這種觀點(diǎn)實(shí)際上成為科學(xué)家的一種“禁忌”。10前年,《植物的秘密生活》這一新世紀(jì)杰作促使植物社會(huì)性的觀點(diǎn)流行開(kāi)來(lái)。但隨后有關(guān)“會(huì)說(shuō)話的樹(shù)”的研究并沒(méi)有被“復(fù)制”,植物社會(huì)性這一觀點(diǎn)也隨之變得黯然無(wú)光。

  雖然被視為一種愚蠢的想法,但有關(guān)植物間交流的研究卻也不斷增多。絕大多數(shù)圍繞植物如何自我防衛(wèi)展開(kāi),例如釋放毒素或者在附近無(wú)關(guān)植物被吃掉時(shí)將資源集中于它們的免疫系統(tǒng)。這種自我保護(hù)顯然與某種類型的化學(xué)信號(hào)有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)植物具有自我識(shí)別能力。它們是否會(huì)對(duì)親屬作出反應(yīng)進(jìn)而成為一個(gè)合理而令人癡迷的問(wèn)題。

  植物會(huì)“說(shuō)話”這種觀點(diǎn)激發(fā)了人們的想象力,帶著這份想象力,科學(xué)家開(kāi)始朝揭開(kāi)謎團(tuán)的道路前進(jìn)。這種研究將讓人們以一個(gè)全新的視角看待植物行為和進(jìn)化。通過(guò)將目光聚焦如何提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率,親屬識(shí)別研究能夠帶來(lái)豐碩的成果。

  荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)植物生態(tài)學(xué)家漢斯·德·科里恩表示:“我們知道,親屬識(shí)別和選擇在動(dòng)物世界的家庭結(jié)構(gòu)、利他行為以及類似事情中扮演著非常重要的角色。這種現(xiàn)象在動(dòng)物世界表現(xiàn)得非常突出。一旦發(fā)現(xiàn)植物也具備親屬識(shí)別能力,我們便可將一系列假設(shè)應(yīng)用到植物研究,這是此前任何人都無(wú)法想象的?!?/FONT>

  根葉均可釋放信號(hào)

  有關(guān)植物親屬識(shí)別能力研究的標(biāo)志性論文2007年誕生于達(dá)德利的實(shí)驗(yàn)室,當(dāng)時(shí)她演示了美國(guó)植物searocket在置身陌生者之中時(shí)會(huì)加速根部生長(zhǎng),在陌生者換成其兄弟姐妹時(shí)又會(huì)減緩根部生長(zhǎng)速度。與動(dòng)物一樣,它們也會(huì)共享水和食物。

  根據(jù)刊登于10月號(hào)《通訊與整合生物學(xué)》的一篇研究論文描述,特拉華州大學(xué)生物學(xué)家哈什·巴斯和梅雷迪思·比德拉茲基,試圖通過(guò)將擬南芥菜秧苗(位于各自的盛裝容器內(nèi))暴露在其它擬南芥屬根部分泌物環(huán)境下這種方式,孤立其親屬識(shí)別通道。事實(shí)證明,信號(hào)正如達(dá)德利所發(fā)現(xiàn)的那樣存在于根部,其生長(zhǎng)模式因分泌物到底來(lái)自親屬還是在遺傳上與之無(wú)關(guān)的植物發(fā)生變化。

  令人感到好奇的是,達(dá)德利最近研究中使用的植物進(jìn)行分別盛裝同時(shí)并沒(méi)有暴露在彼此的分泌物環(huán)境下,說(shuō)明它們的葉子也和根部一樣釋放出化學(xué)信號(hào)。加利福尼亞州大學(xué)戴維斯分校進(jìn)行的一項(xiàng)研究對(duì)他的發(fā)現(xiàn)提供了支持。分校生物學(xué)家理查德·卡爾班在6月出版的《生態(tài)學(xué)快報(bào)》發(fā)表研究論文稱,當(dāng)暴露在與之相關(guān)的植物遭到破壞這種環(huán)境下時(shí),蒿屬植物會(huì)強(qiáng)化自身免疫系統(tǒng)。形象地說(shuō),它們似乎聽(tīng)到了親人發(fā)出的警告。

  離父母近長(zhǎng)勢(shì)最好

  為了真正了解這些信號(hào)釋放及反應(yīng)系統(tǒng)究竟帶來(lái)何種益處,科學(xué)家仍需進(jìn)行更多研究??评锒鞅硎?,親屬識(shí)別能力并不一定意味著親屬選擇,植物可能會(huì)進(jìn)行交流,但在現(xiàn)實(shí)生活中也許并不會(huì)給它們帶來(lái)太大益處。

  達(dá)德利的學(xué)生阿曼達(dá)·菲勒現(xiàn)正在研究一些樹(shù)木是否會(huì)關(guān)心自己的后代。根據(jù)她的預(yù)測(cè),距離父母較近的樹(shù)木可能長(zhǎng)勢(shì)最好。達(dá)德利和研究生吉勒莫(《美國(guó)植物學(xué)雜志》論文聯(lián)合執(zhí)筆人)則將目光聚焦入侵植物的親屬選擇現(xiàn)象。他說(shuō):“我們正在驗(yàn)證這樣一種假設(shè),即在身邊存在親屬情況下,入侵植物會(huì)更具有利他性,允許它們成為所在新棲息地更為強(qiáng)大的入侵者?!?/FONT>

  對(duì)于農(nóng)作物,達(dá)德利建議進(jìn)行親屬識(shí)別研究以分析確定類型的親屬和陌生者布局是否能提高產(chǎn)量??评锒髂壳罢谘芯慷嘀参镂锓N混合。他希望利用植物間的通訊對(duì)預(yù)防害蟲(chóng)的天然免疫系統(tǒng)進(jìn)行工程學(xué)改造??柊嗾f(shuō):“在此之前,我們也許認(rèn)為只有人類或者動(dòng)物,尤其是脊椎動(dòng)物才會(huì)做這種事情。實(shí)際上,植物也具有行為能力并且復(fù)雜性超過(guò)我們此前的預(yù)計(jì)。”

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