來源：SME科技故事

來源  Nautilus

作者  Mike Newland

翻譯  SME科技故事

戰爭中最引人注目的總是那些更大更強的“大殺器”，人們總是更容易先關注坦克、飛機、艦船的較量，同理，在漫長的進化戰爭中，巨獸之間爲搶奪頂部生態位的競爭也最容易被關注。

可是生物進化的戰爭不止有橫向的兩強相爭，縱向的攻防博弈也無敵有趣。和我們兩腳獸的世界相比，植物的生活似乎有些平淡而無趣，但只要你用心觀察，就會發現在它們的死對頭昆蟲的貪婪蠶食下，植物的進化就是一場生存反擊之戰。

不會動的植物也能戰鬥嗎？它們顯然已經進化出了不少基於化學的防禦手段。

當然，就像游泳和跑步不能兼得一樣，這些防禦手段也需要付出額外的能量和營養，這些資源原本可以用於它們的生長和修復，因此，爲了平衡發展，植物們必須有所取捨，從它們的化學武器庫裏挑選個別趁手的兵器。下面就介紹其中的五種備受昆蟲譴責的化學手段——警報、結盟、陷阱、間諜、急救。

與其7天24小時全天候準備好武器，顯然遭受攻擊後再緊急出動會是一個減少浪費的辦法。一旦昆蟲叮咬啃食了葉片，葉片就會發出警報，釋放出一種揮發性物質，類似於信號彈“一支穿雲箭，千軍萬馬來相見”的作用，植物的其他部分甚至是鄰居也都會開始戒備，抵禦進一步的昆蟲攻勢。

這個預警系統通過一連串的分子事件發揮作用。首先是觸發茉莉酮酸的釋放，這種物質能夠分解爲一類名爲JAZ的蛋白質，而後者可以抑制植物體內各種有毒和保護性化學物質的基因表達，JAZ蛋白被清除，大規模殺傷性化學武器開始生產。

有些植物還會利用地下“情報網絡”來向周圍的同類發送警報。植物會與土壤中的真菌形成共生關係，真菌能穿透植物根部的表層，通過偷取植物的碳水化合物爲生，同時會幫助植物攝取氮磷等重要養分作爲回報。真菌會長出細長的菌絲，覆蓋周邊的植物，形成巨大的地下網絡。

在一項針對豆類植物的實驗中，研究人員將蚜蟲放置在一株套在塑料袋的植物上，由於塑料袋阻隔了空氣，使其無法通過揮發性物質發出警報，但由於地下真菌網絡的存在，通過菌絲與之相連的植物也開始釋放防禦性化合物。真菌在這場植物與昆蟲的戰爭中大概充當了一個地下情報機構的角色。

所謂“敵人的敵人就是朋友”，植物們也深諳此道。招募盟友爲自己出頭簡直是最好的雙贏合作，它們釋放特殊的揮發性物質能夠吸引來昆蟲的天敵，當然可能還是昆蟲，但這不重要，解決眼下的危機才最重要。

比如，當毛蟲啃食歐洲玉米時，它會釋放出一種揮發性的β-石竹烯，引來寄生蜂。寄生蜂會將卵產在毛蟲體內，減緩它們進食的速度，幾周後卵孵化的同時也就殺死了毛蟲。同樣的，歐洲玉米也會在地下釋放β-石竹烯來應對玉米根蟲（一種甲蟲的幼蟲），信息物質從土壤中的孔隙釋放，對附近的捕食性線蟲大喊“花生瓜子飲料礦泉水，有需要的嗎？”

然而，信號彈能夠引來盟友同樣也會把行蹤暴露給敵人。美國的一些玉米品種已經失去了產生β-石竹烯的能力，因此經常遭受蟲害。研究人員通過基因工程恢復它們失去的能力，卻發現它們被一種病原性真菌纏上了，顯然這種真菌會通過β-石竹烯來識別目標獵物。這對美國的玉米來說是一個戰略上的兩難，要麼與寄生蜂和線蟲結盟但把行蹤暴露給真菌，要麼自己獨自面對植食性昆蟲的猛攻。

如果有能力在入侵者的線路上設置陷阱，那或許也沒人願意輕易動用無差別大規模殺傷性的武器，畢竟都是成本。十字花科下蕓薹屬的植物（常見的有西蘭花、捲心菜、芥菜）把一種看似無害的化合物硫代葡糖糖苷儲存在細胞裏，旁邊便儲存着它的“引信”。

當植食性昆蟲傻乎乎地咬破植物，硫代葡糖糖苷釋放出來與酶反應轉化爲異硫氰酸酯，也就是我們常說的芥子油，總之就是芥末那味兒，迅速包裹前來進犯的敵人，讓它們生不如死。

不過陷阱也需要花費很多精力來設置，每當有昆蟲啃咬，蕓薹屬植物就會加緊硫代葡糖糖苷的生產，以應對下一波攻勢，否則就是敵不動我不動。如果遇上蚜蟲這種靠吸食而非啃咬進食的昆蟲，這種觸發式的陷阱也就不太奏效了。

我們還可以在植物戰爭中找到人類戰爭的特色間諜戰。有些植物已經學會了它們敵人的通訊方式，並且會利用這種手段散播“謠言”。

蚜蟲在受到捕食者攻擊的時候會釋放一種名爲β-法尼烯的信息素，目的是警告區域內的其他同類有人偷家趕緊開溜。有些植物也會釋放β-法尼烯來模仿蚜蟲發出的求救信號嚇退它們，但有時候並不是很奏效。

原因在於植物會源源不斷地釋放這些信息素，把它們當做一種防禦性的揮發物質，可是這樣對蚜蟲來說就像是每時每刻都有人在叫狼來了，聽多了也就習慣了忽略了。

然而，野生馬鈴薯學會了一種全新的方法來控制這種信息煙霧彈，它們把信息素儲存在細小葉毛末端的一個球莖中，當蚜蟲落在葉子上的時候，它的腿會站在黏性葉毛的表面，隨着它掙脫束縛，信息素釋放，這樣一來就逼真得多了。

最後，戰場不僅僅要拼武器拼戰略拼情報，後勤也同樣重要。一場艱苦卓絕的戰鬥結束後，植物們必須照顧好自己的傷口，一系列被稱爲綠葉揮發物的化合物起到了防腐的作用，保護受損組織免受細菌或真菌的感染。這些物質也帶來了我們印象中的青草味，同時也能警告鄰近植物危險的存在。

受傷的植物還能產生一種叫做“傷口荷爾蒙”的創傷性酸，刺激細胞分裂，加速傷口癒合，就像動物傷口的結痂一樣。這些反應發生在受到攻擊後的幾分鐘內，植物在抵禦入侵者的同時就已經開始自我修復，它們需要在防禦和再生之間做出權衡。

植物和昆蟲之間的戰爭從未停止，一代又一代地在地球上演，每一方都在不斷地優化自己的戰術，試圖在戰爭中取得優勢。比如昆蟲也進化出了抵抗植物防禦手段的能力，包括免疫毒素，甚至竊取植物的武器庫來達到其他目的，迫使植物開發全新的武器和戰術。這場戰爭是一場“紅色皇后”（一種協同進化的假說）的軍備競賽，雙方都全力以赴，只爲在這個弱肉強食的世界站穩腳跟。