在1亿多年的时间里,甲虫一直在繁衍生息着,它们遍布每一片松林、草地和有植物的田野。在植物和依赖它们生存的食草动物之间,旷日持久的战争依然进行着。
植物一直处在贪婪的食草动物的包围之中,而且自身又不能逃离半步,这就逼迫它们不得不进化出各种巧妙的防御手段。纽约州立大学生物学家兰·鲍德温博士说:“迄今为止,人们还没有真正把植物看作是能动的、像拳击手那样具有攻击型的小动物的真正对手,可它们事实上是这样的,就是说,它们之间的战争是一直在进行着的。”
植物杀敌有妙法
科学家发现很多种类的植物都进化出了复杂而精明的防护策略,而且尽可能地利用最有效的手段。很多植物从叶子中分泌毒素,但是有些时候,植物又采取相对被动些的方式来保护自己——只有在遭到蚕食者的真正进攻时,才将最有杀伤力的化学性毒素分泌出来。
在美国西部松树林中,以山区松树为食的一种甲虫一直就和那里的扭叶松和西黄松厮杀得难分难解。这是一种生存死亡之争,甲虫要繁衍,就要杀死那些松树,松树要生存,就要杀死甲虫或者将它们赶走。
第一只甲虫在松树上钻了一个洞,深入到了黑暗的树身内部。当它刚刚钻进去,松树就开始了反攻。它开始杀死那些创口附近的细胞,用粘稠的松脂去淹没进犯的甲虫,粘结它的道路,堵塞它出入的孔洞。
当松脂涌进来的时候,甲虫们就被迫把它清除出去,这一斗争也许要持续几天或者几个星期,然后甲虫们才能开始扩大空间的咬啮活动,有了足够的开阔空间,它们才能产卵。松树体内流出松脂十分粘稠,可是甲虫却能够从松脂中爬出而不被粘住,也能把松脂弄到一边去。
那些松树分泌的松脂含有一种被称为萜烯的特殊化学物质,它使甲虫新开辟的孵化室充满毒气。
马铃薯和西红柿没有采用松树那样的进攻防御手段,它们选择了另外的方式,就是释放对手无法消化的物质,以此反击它们的敌人。
科学家发现,当昆虫的幼虫咀嚼马铃薯的叶子时,破碎的细胞壁和其他化学信号就会传遍整棵植物,发出警报。此时,植物开始释放一种化学物质,这种物质可以抑制昆虫消化食物。幼虫是不会理会的,它们照样在大嚼着,可是抑制消化的物质却破坏了食物中幼虫迫切需要的营养,阻碍了幼虫的生长,使它们迟迟不能变为蛹,这就使幼虫的天敌有了更长的捕猎幼虫的时间。
还有一些植物不是这样迂回,它们直接出手杀死昆虫,方法就是用致命的毒素冲刷自己的叶子。有一种叫山狗烟草的植物,是阿纳萨基印第安人长期吸用的烟草。当它们遭到攻击时它们就会让尼古丁充满全部叶片,把毒素含量提高10倍,一片重0.03盎司的叶子就可以毒死10只老鼠。
欧洲防风草的高挺着伞状花序的花朵在为田野道路点染着灿烂色彩的同时,在体内储藏着威胁性的毒素。当它们受到伤害时,这些美丽地花草就会使用一种称为香豆酮呋喃的物质来保护自己,这种物质可以进入细胞,结成DNA链环,也就是一种遗传物质,给伤害者带来严重的不适。
野生的欧洲防风草对大部分以DNA为基础的生命都有毒性作用,这也就是说,它们几乎对所有生命体来说都是有毒的,因而它们被列在有毒植物的名单里。如果你在日光下碰触到它们,那么接触它们的部位就会起一种刺痒的疹子。而且,欧洲防风草在叶子被弄掉时能鉴别出是被动物吃掉的,还是被风雨打掉的——只有在叶子被食草动物吃掉的时候才释放毒素。
研究者推测,一定是幼虫的唾液泄露了植物正在受到动物而不是风雨或镰刀攻击的消息,目前很多专家在收集幼虫的唾液,为的是要找到这一推测的确切保证。
动物并非坐以待毙
对于各种植物采取的聪明防护措施,有些动物是有能力采取对策的。
当松树力图用一团死细胞和有毒的胶质黏液来困杀甲虫时,全力反击的雌甲虫也在召唤自己的盟友,帮助它战胜强大的敌手。
雌虫从松脂中开出一条路来,边爬边吃一些松脂,还把松脂中一些萜烯转变成一种特殊的、挥发性的香气。这香气的诱惑力很大,转眼之间就有成百上千的同类甲虫飞临这棵树,不待号令便动手,一齐向树干中间钻起来。
这些甲虫在树上钻洞,松树就向外释放毒素,通常情况下松树会打败对手,甲虫们或者被杀死,或者被迫迁往别处。可是有的时候,由于甲虫的数量过大,松树的抵抗就会被压倒,甲虫就会在被征服的松树上定居下来,在那里繁衍后代。
欧洲防风草网虫可以化解防风草中和DNA链接的化学物质中的毒素。目前尚未证实的是,另有一些动物已经学会了应付山狗烟草防护措施的办法,那就是沿着烟草的茎干咬啮出一个环状创口,以此来切断植物发送急救信息的通道,一旦这一信息通道被截断,动物就可以饱餐美味的植物了。
比这种方式更聪明的是,有些动物还发现了将针对自己的毒素转变成有益物质的方法。例如,以橡树叶为食的舞毒蛾幼虫能够把植物用来防护侵害的有毒化学物质单宁转变成自己的武器,以抗拒侵犯自己的病毒。事实上,舞毒蛾幼虫更喜欢吃带有单宁的叶子。当人们向这种幼虫提供带有病毒的食物时,它们就拒绝吃它,仿佛它们能够侦察出病毒的存在似的。但是当在食物中加进了单宁时,它们就会接受食物,尽管里面同时也加进了病毒。
马里兰大学教授巴勃萨博士发现了另外一种植物防护的例证,烟草和西红柿中包含的生物碱在被昆虫幼虫吃进去后,会杀死寄生在它们体内的微小的黄蜂幼虫,这些黄蜂幼虫是以昆虫幼虫的体内组织为食的寄生虫。
植物的防御手段引起了生物学家们极大的兴趣,因为这样的植物充当着天然的害虫控制者的角色,将大部分昆虫的摄食范围限制在较少的植物种类上,因为那些植物的防护措施不足于抵御它们的蚕食者。
生物学家存有一种希望,就是要发现在作物中诱发这种积极防护措施的方法。加利福尼亚大学的研究者们目前正在为植物“接种疫苗”,他们把葡萄秧苗暴露给一些无害的昆虫,以便激发这种植物的防护机制,当真正害虫前来攻击的时候,它们能够起来抵抗进攻。他们的实验很成功,成功地抵御了害虫的葡萄比以往更快的变甜了,这就提前了它们上市的时间并产生了更高的经济价值。
专家们希望接种疫苗能够帮助农民们“摆脱辛苦的杀虫工作”。