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植物抗蟲大法:你們自相殘殺吧!

2017/7/12 — 16:51

via pexels.com

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相信有不少人玩過 Plants vs Zombies 這個遊戲。現實自然沒有喪屍,人類也不能只靠植物保衛家園。然而,植物卻有機制保護自己:人類已知有些植物會影響草食性害蟲行為,使其對樹上其他物種更具攻擊性,但到目前為止,人類都不清楚植物是否可以直接令毛蟲同類相食。威斯康辛大學生物學家 John Orrock 的團隊就發現,番茄 (Solanum lycopersicum) 會釋放科學物質,令昆蟲自相殘殺。

為了測試這個防禦反應,團隊將番茄植物曝露於不同濃度的茉莉酸甲酯 (methyl jasmonate, MeJA) 。這種能在空氣散播的化學物質是植物用來警示其他附近植物害蟲的出現。而 MeJA 出現時,番茄植物會產生毒素,令其葉子的營養成分減少。

然後,團隊將俗稱花皮蟲的斜紋夜蛾 (Spodoptera exigua) 幼蟲放在這些番茄植物上任由其進行攻擊。八天之後,團隊發現曝露於越高濃度 MeJA 的番茄植物,損失的葉量比對照植物少,証明 MeJA 有效保護植物。

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在後續實驗中,團隊想測試植物的 MeJA 會否引發花皮蟲的相食行為。他們分別以曝露於 MeJA 的蕃茄葉與正常蕃茄葉餵花皮蟲,而這些花皮蟲會被放入有其他已死花皮蟲的容器之中。兩天之後,團隊發現吃曝露於 MeJA 葉子的花皮蟲會更早開始吃死屍,而且比對照組吃得更多。研究現已刊於《自然 — 生態與演化》中

當然,無葉可吃花皮蟲最終都要吃屍過活,分別在於 timing 。如果植物能盡早誘導害蟲自相殘殺,就能「保家衛國」免受害蟲破壞。不過 Orrock 指要啟動這種防衛機制代價極大,植物要自行決定何時才是適當時機。如果傳心術真的可行,不如問問植物何時才是危在旦夕,這個資訊對科學界來說將會非常有用。

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雖然研究可以為農民提供新的害蟲管理策略,但如果過量使用 MeJA 或會令這些自相殘殺的毛蟲演化成超級害蟲,所以必須小心運用策略。自然界就是這樣,個個都搵命搏,植物也不是「好恰」的。

報告:
Orrock, J., Connolly, B. & Kitchen, A. (2017). Induced defences in plants reduce herbivory by increasing cannibalism. Nature Ecology & Evolution, published online 10 July 2017. doi:10.1038/s41559-017-0231-6

延伸閱讀:
【書評】同類殘食好自然》文/小肥波

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