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时间:2024-12-26 05:30:49 来源:网络整理 编辑:知识
我们整理文件,手上被A4纸划了一个口子;不慎摔一跤,膝盖被地面磕出伤口……没关系,只要消消毒,没几天就结痂、愈合了。而很多动物受点小伤,会舔舔伤口,晒晒太阳,过不了几天又生
我们整理文件,植物手上被A4纸划了一个口子;不慎摔一跤,受伤时竟膝盖被地面磕出伤口……没关系,然也人还只要消消毒,叫嗓没几天就结痂、门比愈合了。植物
而很多动物受点小伤,受伤时竟会舔舔伤口,然也人还晒晒太阳,叫嗓过不了几天又生龙活虎。门比
动物可以如此,植物那大家有没有想过,受伤时竟植物受伤又该怎么办呢?然也人还
面对伤害,植物先天有劣势
毕竟大多数植物扎根在土壤中固定生长,叫嗓无法像动物那样主动逃避危险,门比只能通过生长位置和形态特征被动应对外界的威胁,与灵活性强的动物相比,植物只能“被动应对”。
比如面对日趋严重的狂风暴雨等极端气候、各种新型病害侵袭、噬咬类草食性昆虫和动物等机械损伤,这些都可以给植物造成严重伤害。
当植物受伤时,裸露的伤口会成为外界病原菌和害虫入侵的门户,同时造成水分和养分的流失,导致植株长势衰弱,生长和发育也因此受到影响,严重时甚至可能死亡。
因此,植物把伤口晾着不管,绝不是什么好主意。
但是,绝大多数植物自己又不能动,更没法像人和动物那样对伤口做哪怕最简单的处理,于是,迫于环境的压力,植物演化出了一套独特且高效的伤口修复机制。
尽管它们无法移动,但依靠自身的结构和生化反应,植物也能迅速修复伤口,阻止外界威胁入侵。
那么植物是怎么“知道”自己受伤,又该如何疗伤呢?接下来咱们就聊聊。
植物受伤会痛吗?
说到受伤,我们的第一反应是“痛”,很多动物也是如此,但植物作为一种拥有纤维素细胞壁的多细胞真核生物,它与动物在基本构造上具有天壤之别。
植物并不像动物那般拥有专门的神经系统,遇到伤害时也不会出现明显的应激反应,比如尖叫、躲闪和攻击等行为。
因此,许多人可能会觉得既然植物没有神经系统,想必受伤也毫无知觉,其实这种说法是不全面的。
植物虽然不会像人或很多动物那样“疼痛”,但它们仍然能“知道”自己哪儿受了伤,并采取应对措施。
原来,植物可以通过一系列复杂的生物化学机制感知外界的刺激。
当受到伤害时,植物会采取巧妙的应对措施,如通过电信号、化学信号以及激素的调控,在分子层面上迅速做出反应,启动自身的防御和修复机制。
比如很多植物叶片被人为采摘或者动物啃食而受伤时,受损部分会释放谷氨酸,这种物质会让植物受伤处产生钙信号,并在短时间内传递到植株全身。
随后植株便在体内开启防御机制,提醒植株的其他部位有危险降临,要做出防卫。
它们的防卫手段通常会有释放防御激素,如会释放一些吸引寄生蜂的臭味激素,这些寄生蜂会吃掉攻击植物的昆虫,或者触发释放味道难闻的化学物质,使得昆虫对它们失去胃口,以此来保护自己。
拟南芥对伤害的反应,白色箭头处为受伤处,闪光则表示钙信号的传递 图片来自参考文献
此外,植物受到伤害时,也能发出人类听不到的声音。
有科学家做过大量实验,把番茄挤榨和烟草茎切断后,这些植物其实能够发出的超声波。
据统计,当番茄被挤榨的时候,在1小时内发出了 25 种超声波,烟草茎被切断后则发出了 15 种超声波,而没有被切割和挤榨的植物,只是偶尔发出声音,平均每小时测不到一次。
可见植物对伤害还是有反应的,只是我们平时很难感知到。
所以说,植物没有神经系统,它们恐怕不能像我们一样感觉到“疼痛”,但它们也拥有复杂而独特的感知与反应机制,会以我们尚未完全理解的方式感知到自己受的伤害并做出反应。
植物伤口如何愈合?
那么问题来了,就算植物能“感觉”到哪里受伤,它们也不能像动物一样迅速采取舔舐、自我包扎和利用周围环境等行动来修复伤口,那植物该怎么“疗伤”呢?
事实上,植物虽然没有像动物那样有专门的愈伤组织进行愈合,但它们却演化出了一套高效的修复机制,通过细胞再生、伤口封闭和分泌物质等方式快速应对损伤。
正是这些独特的生物学机制,使得植物能够在受伤后迅速愈合,从而在环境压力和外界威胁下继续生存下去。
一旦受伤,植物的伤口处会立即分泌出树脂、乳汁或其他化学分泌物,这些分泌物不仅能够封闭伤口,防止水分流失,还能起到屏障作用,阻止病原体的进一步侵入。
比如松树受到伤害后,伤口处就会分泌出松脂,保护伤口。与此同时,受伤后的植物伤口处会快速激活茉莉酸信号,茉莉酸信号可在伤口处诱导木质素慢慢累积,加固受伤组织的细胞壁,同时封堵伤口,形成“结痂”。
而伤口在“结痂”过程中,由于时间较长,快速激活的茉莉酸信号不能持续响应,此时植物还会产生脱落酸信号,以此接替茉莉酸信号,激活一种名为 RAP2.6 的关键蛋白,从而接力完成伤口处木质素持续合成和累积,确保植物伤口持续修复,直至“结痂”痊愈,继续生长。
植物正是依靠着这些独特的生理机制,在生长过程中遇到的各类伤害,也能够迅速修复伤口,减少生理和病虫危害,从而确保其正常地生长和繁殖,这种高效的自愈能力不得不让我们赞叹生物适应环境的奇妙之道。
植物“疗伤”对人类有什么意义?
看到这里,我们已经知道了植物不仅可以感知到受伤,也还可以运用自身强大的疗伤能力维持自己的生命。此时,也许会有人问:科学家在究植物伤口的愈合,对人类来说有什么意义呢?
其实,植物受到伤害后,除了可以进行自我修复外,有的还能自我替换(再生出各种器官),这就是植物再生。
人们很早就发现了植物再生现象,并将其运用到实际生产中,如组织培养、扦插和嫁接等,以此来快速繁殖和延续亲本的优良性状。
如今科学家研究植物受伤的分子机制,将有助人类进一步了解植物再生,从而进一步改良再生方法,提升农业技术,从而加速植物繁殖和提升植物优良品质。
除此之外,园艺修剪是园林苗木修整维护重要的一环,经过正确修剪的苗木将变得更加健康和美观。然而,在修剪过程中自然不可避免地会对植物造成伤害。
园艺工人在园艺修剪中,如果能科学合理地利用植物的伤口愈合机制,选择最佳的修剪时间、工具和方式,将可以有效降低修剪带来的病害感染风险,帮助植物快速恢复生长,提升观赏植物的美观性和经济作物的产量。
因此,植物伤口的愈合不仅仅只是有利于植物本身,人类也能从中受益,研究植物的愈合机制,不仅能帮助我们更好地理解植物的生存策略,也为农业等诸多领域带来广泛的应用价值,造福于人类。
参考文献
[1]Masatsugu Toyota et al. ,Glutamate triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling.Science361,1112-1115(2018).DOI:10.1126/science.aat7744
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