《科學》雜誌：綠色植物能否感到疼痛？傷口實驗立刻激活防禦系統

當植物受到攻擊的時候，比如有昆蟲以將植物的枝葉作為每餐時，它們到底有沒有感覺呢？9月14日發表在學術期刊《科學》上的論文指出，此時植物其他部位的防禦系統都會被激活。這是如何發生的呢？

根據最新研究，植物採用的是與動物在神經系統中所使用相同的信號分子。雖然我們大自然中的綠色朋友確實沒有神經，但他們的確有著驚人的相似之處。

研究人員使用了熒光蛋白來標記並觀察信號，它們在植物中以波的形式傳播，對壓力源作出響應。

來自威斯康星大學麥迪遜分校的植物學家西蒙表示：「我們知道存在著這種系統性信號系統，如果植物的某處受傷，那麼其餘部分就會觸發防禦反應。不過我們不知道該系統背後的原理。」

科學家目前所掌握的是，如果植物受傷，電荷會在整株植物中傳播。那些未知區域會幫助觸發並傳播這種信號。不過這並非他們原本的研究課題。

研究人員最初通過對鈣含量的上升，來分析植物對重力的響應。看到的是植物如何通過研究鈣的增加來響應重力。植物學家最開始採用的是芥末植物，以便實時觀察鈣濃度的變化。

有一種特殊的蛋白質，只有在鈣環境下才能發出熒光。研究人員通過切割葉片，來檢測是否出現了鈣濃度的變化。

在動物中，興奮的神經細胞會釋放出一種叫做谷氨酸的氨基酸，它能夠觸發一系列攜帶電荷的鈣離子，這些鈣離子會傳播到距離細胞較遠的其他細胞。

類似地，在植物中發生的事情簡直令人難以置信。光波從傷口源釋放出去，以大約每秒1毫米的速度在植物中傳播。

這種信號和動物神經信號相比要慢很多，動物神經信號可以達到每秒120米的速度。但對於植物而言，這已經算是超快速的「通信」了。

研究人員發現，一旦出現這種傷害信號的波，植物受傷區域的防禦性激素就會上升。

植物因此會作出相應的調節，比如增加有害化學物質，使植物對於那些以此為食的昆蟲來說不夠可口。或者，它們甚至會釋放出特殊味道的揮發物，招引寄生蜂過來，在這些昆蟲身上產卵，從而幫助吃掉或者消滅它們。

不過，到底是什麼引發了這種鈣的波動呢？和像動物一樣，研究人員認為它可能來自谷氨酸，因為植物中也發現了谷氨酸。2013年發表的論文曾指出，缺乏谷氨酸受體的植物，也不具有這種傳遞威脅信號的電化學反應。

因此，研究團隊通過傷害沒有谷氨酸受體的植物，來檢查它們是否會出現對鈣流的影響。

結果，那些去除電信號的突變體也完全剔除了鈣信號傳導。

也就是說，植物傷口會溢出谷氨酸鹽，谷氨酸鹽會被觸發鈣離子傳播的受體吸收，從而打開植物的防禦系統，並試圖防止進一步的傷害。

這些綠色生命在沒有真正神經的情況下完成了所有工作。這簡直令人難以置信。不得不說，這些綠色兄弟比它們看上去要充滿了複雜性與活力。

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