当植物走向战争

C与我们这个两足动物世界的忙乱相比，植物的生命似乎是一片宁静的绿洲。但是仔细看看。害虫的贪婪的胃口使植物处于持续的压力下:它们必须战斗才能生存。

他们确实在战斗。植物远非被动的受害者，它们进化出了强大的防御能力:作为毒素的化合物，发出攻击升级的信号，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:植物原本可以用来生长和修复的能源和其他资源。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。以下是它们在不牺牲自身健康的情况下，抵御昆虫敌人的五种策略。

警告耀斑

工厂不是24-7小时生产化学防御(浪费资源)，而是推迟生产，直到攻击开始。昆虫一旦咬了叶子，叶子就会发出挥发性化学火焰，发出警报，告诉植物的其他部分以及它的邻居，开始控制路障。

这个早期预警系统通过一连串的分子事件发挥作用。首先，它会触发“茉莉酸”激素的释放，进而分解JAZ蛋白质。这些蛋白质会使引导各种有毒和保护性化学物质制造的基因沉默。通过消除JAZ，茉莉酸激素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。

植物还利用地下网络相互警告即将到来的危险。许多物种与土壤真菌有共生关系，这种真菌能穿透植物根系的外层，以植物储存的碳为食，并帮助植物吸收重要的营养物质，如氮和磷。真菌通过发出被称为菌丝的长丝状分支来生长，菌丝寄生在附近的植物上，形成巨大的地下网。

在豆科植物的实验中，当研究人员将蚜虫放在一种被塑料袋包裹的植物上(这样它就不能通过空气传播警告)，其他与地下真菌网相连的植物就开始大量生产防御性化合物。然而，他们没有联系的邻居却没有。这种真菌看起来就像一个生物互联网，把重要的智能从一株植物带到另一株植物。

要求备份

植物也通过招募盟友为它们战斗来节省资源。植物的武器之一是挥发物，可以吸引天敌昆虫的攻击。

例如，当毛毛虫吃欧洲玉米时，植物会释放出挥发性的β-石竹烯，吸引寄生蜂。黄蜂将卵产在毛虫体内，减慢了毛虫的进食速度，最终，当卵在几周后孵化时，杀死毛虫。欧洲玉米也在地下释放β-石竹烯以应对根虫攻击。这个信号通过土壤中的小孔，向掠食性蛔虫发出召唤:“晚餐准备好了，快来吃吧!”

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，使它们更容易受到昆虫的攻击。但是，当研究人员恢复了实验室植物中产生这种化学物质的基因后，它们的根部就感染了一种致病性真菌。真菌似乎已经进化到能识别β-石竹烯作为一种邀请，这让玉米面临一个艰难的选择:要么保留它的黄蜂和蠕虫盟友，要么向真菌屈服对食草动物进行机会。

陷阱

当你可以把你的攻击者引入一个精心设置的陷阱时，为什么还要麻烦地随意发射武器呢?芸苔科植物(包括花椰菜、卷心菜和芥菜)在细胞内储存看似无害的化合物硫代葡萄糖苷，而储存在细胞内的酶叫做芥子酶。这两个储备只被一层薄薄的细胞壁隔开。当一只毫无戒心的草食动物咬穿这面墙时，芥子酶和硫代葡萄糖苷混合，催化化学反应，将攻击者吞噬在有毒的烟雾中。(正是这些反应赋予了十字花科植物特有的苦味和抗氧化特性。)

然而，只有当这些饵雷有效时，植物才会投入更多资源来制造它们。当咀嚼毛毛虫等昆虫时，诱捕器会被激活，由此造成的损害会促使植物增加硫代葡萄糖苷的产量。然而，吸吮昆虫，如蚜虫，通过针状管进食来避免触发陷阱，收效甚微:植物不会在无效武器上浪费资源。

间谍游戏

一些工厂已经学习了他们敌人的通信代码，并使用它们来传播错误信息。例如，蚜虫在捕食者攻击时释放信息素β-法呢内烯。这项警告告诉他们已经发声的区域中的其他蚜虫，现在是时候滑过。植物经常在蚜虫袭击中发出β-法呢内文，也许试图通过吸引他们的痛苦来吓倒他们的侵略者。但不仅仅是任何β-法呢烯信号都会发生。

在大多数情况下，植物在稳定的流中释放了稳定流中的信息酮，作为防守挥发物的混合物，并且学会了蚜虫忽略它。然而，野马铃薯发现了一种改变该信号的方法，以成功效果：它将信息素储存在微小的叶子毛的末端的细腻灯泡中。当蚜虫在叶子上落在叶子上时，它的腿粘在叶子的粘性表面上。随着蚜虫捶打关于努力自由的刺激，它会破坏灯泡，释放血液爆炸似乎模仿蚜虫的脉冲报警呼叫。

紧急急救

在一场艰苦的战斗中，植物必须照顾好自己的伤口。一系列被称为绿叶挥发物的化合物作为防腐剂，保护受损的组织免受细菌或真菌感染。(这些挥发物构成了新割的草的香味，向邻近的植物发出另一个警告，提醒它们危险就在眼前。)

受伤的植物还会产生创伤酸，被称为“伤口激素”，它会刺激细胞分裂，闭合伤口，就像动物伤口中的血凝块一样。这些反应发生在攻击后的几分钟内:植物在抵抗入侵者的同时开始自我修复。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发挥出来的生成，因此每个对手都不断修改其戏剧试图获得鞋面。例如，昆虫开始进化到植物的各种防御，包括中和毒素或甚至为自己的目的窃取它们的能力，从而加压植物发展新的策略。这场战争是一个红色的女王的军备竞赛：双方都在倾斜时跑步只是站立。

Mike Newand是东安格利亚大学的博士后研究助理，看着生物圈和大气之间的相互作用。