科學家拍攝植物與鄰居“交談”，鏡頭令人難以置信

我們難以察覺，植物被空氣中化合物的細霧他們用來溝通和保護自己。有點像氣味，這些化合物可以驅(qū)趕饑餓的食草動物，并警告鄰近的植物來襲的攻擊者。

自 1980 年代以來，科學家們就已經(jīng)知道了這些植物防御，從那時起，他們在 80 多種植物中檢測到了它們?，F(xiàn)在，一組日本研究人員已經(jīng)部署了實時成像技術(shù)，以揭示植物如何接收和響應這些空中警報。

這是我們對植物喋喋不休的理解的一大差距：我們知道植物如何發(fā)送信息，但不知道它們?nèi)绾谓邮招畔ⅰ?/p>

在這項研究中，日本埼玉大學的分子生物學家Yuri Aratani和Takuya Uemura及其同事裝配了一個泵，將受傷和昆蟲纏身的植物發(fā)出的化合物轉(zhuǎn)移到未受損的鄰居身上，并使用熒光顯微鏡觀察發(fā)生了什么。

毛毛蟲 （草地貪夜蛾）放在從番茄植株上切下的葉子上，然后擬南芥，芥菜科的一種常見雜草，研究人員對第二種完整無蟲的雜草的反應進行了成像擬 南 芥種植那些危險線索。

這些植物不是普通的雜草：它們經(jīng)過基因改造，因此它們的細胞含有一個生物傳感器，當檢測到鈣離子的涌入時，它會發(fā)出綠色熒光。鈣信號轉(zhuǎn)導也是人類細胞用來交流的東西。

該團隊在去年的一項熒光研究中使用了類似的技術(shù)來測量鈣信號含羞草植物， 其中快速移動他們的葉子響應觸摸，避開捕食者。

這一次，研究小組可視化了植物對沐浴在揮發(fā)性化合物中的反應，植物在受傷后幾秒鐘內(nèi)就會釋放出來。

這不是一個自然的設(shè)置;這些化合物被濃縮在一個塑料瓶中，并以恒定的速率泵送到受體植物上，但這使研究人員能夠分析刺激性混合物中含有哪些化合物。

正如你在上面的視頻中看到的那樣，未受損的植物響亮而清晰地接收到受傷鄰居的信息，以鈣信號的爆發(fā)作為回應，在它們伸出的葉子上蕩漾開來。

通過分析空氣中的化合物，研究人員發(fā)現(xiàn)，兩種名為Z-3-HAL和E-2-HAL的化合物在擬 南 芥.

他們還通過工程確定了哪些細胞是第一個對危險線索做出反應的細胞擬 南 芥僅在保衛(wèi)細胞、葉肉細胞或表皮細胞中具有熒光傳感器的植物。

保衛(wèi)細胞是植物表面形成氣孔的豆形細胞，氣孔是植物在二氧化碳中“呼吸”時向大氣開放的小孔。 葉肉細胞是葉子的內(nèi)部組織，表皮細胞是植物葉子的最外層或皮膚。

什么時候擬 南 芥植物暴露于Z-3-HAL，保衛(wèi)細胞在一分鐘左右的時間內(nèi)產(chǎn)生鈣信號，之后葉肉細胞接收到該信息。

更重要的是，用關(guān)閉氣孔的植物激素預處理植物會顯著減少鈣信號傳導，這表明氣孔充當植物的“鼻孔”。

“我們終于揭開了植物何時、何地以及如何對來自受威脅鄰居的空中'警告信息'做出反應的復雜故事，”說Masatsugu Toyota，日本埼玉大學的分子生物學家，該研究的資深作者。

“這個隱藏在我們視線之外的虛無縹緲的通信網(wǎng)絡在及時保護鄰近工廠免受迫在眉睫的威脅方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用?！?/p>

該研究已發(fā)表在自然通訊.

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