你想錯(cuò)了。

       通過(guò)檢測(cè)它們的環(huán)境，植物能夠操縱某些因素來(lái)滿足自己的需要。植物有味覺(jué)或嗅覺(jué)，用來(lái)測(cè)量和檢測(cè)不同顏色的光，它們還有觸感的能力，然后它們使用這些能力對(duì)不同類型的攻擊作出響應(yīng)。密蘇里大學(xué)邦德生命科學(xué)中心主任杰克·舒爾茨(Jack Schultz)表示。

       “植物有一套蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)與人類味蕾中的蛋白質(zhì)類似。”舒爾茨解釋道。“他們被稱為受體樣激酶。人類只有少數(shù)幾種，但一株小小的雜草有超過(guò)640種受體樣激酶。”

       植物通過(guò)受體樣激酶以及多種少有研究的感官分子化學(xué)感測(cè)其環(huán)境。當(dāng)疾病或昆蟲(chóng)攻擊的植物，它們會(huì)釋放特定氣味。這種氣味或揮發(fā)物用以警告周邊的植物。

       舒爾茨研究的目標(biāo)是要利用這些獨(dú)特的能力。由于只有受影響的植物發(fā)出的信號(hào)，它們可以在整片土地被侵染之前被及早發(fā)現(xiàn)和治療。

       每一種攻擊都有不同的相關(guān)氣味。

       “當(dāng)一株植物對(duì)攻擊做出響應(yīng)，它向空氣中發(fā)出揮發(fā)物，這有助于附近的植物在受到攻擊前做出反應(yīng)。”舒爾茨說(shuō)。

       植物如何交流？

       “所有證據(jù)都表明植物是知道彼此存在的，主要通過(guò)檢測(cè)化學(xué)物質(zhì)相互響應(yīng)。”舒爾茨說(shuō)。“這些化學(xué)物質(zhì)可以通過(guò)空氣傳播，有的可以通過(guò)土壤傳播。這就是為什么植物可以知道附近有同類。”

       植物對(duì)攻擊者，包括疾病和昆蟲(chóng)做出反應(yīng)，釋放化學(xué)物質(zhì)，驅(qū)趕捕食者或使其中毒。

       “所有的植物在受到昆蟲(chóng)和疾病的襲擊時(shí)都是通過(guò)釋放或改變化學(xué)產(chǎn)物來(lái)回應(yīng)的。”舒爾茨說(shuō)。“很多這些化學(xué)產(chǎn)物都是我們熟悉的，因?yàn)槲覀円呀?jīng)在利用它們了。”

       你知不知道你的午后提神飲料中的咖啡因?qū)嶋H上是咖啡植物對(duì)昆蟲(chóng)的防護(hù)劑?

       “尼古丁是煙草植物的保護(hù)劑。”舒爾茨說(shuō)。“我們的許多藥物，無(wú)論是娛樂(lè)還是藥用，都是從植物中提取的，因?yàn)樗鼈兓蛟趧?dòng)物體內(nèi)有活性，或?qū)?xì)菌和其他微生物有毒性，或兩者都有。”

       植物能夠適應(yīng)的壓力有哪些？

       植物對(duì)許多壓力都能夠響應(yīng)，以下是常見(jiàn)的三種壓力：

       蟲(chóng)害壓力

       “世界上有足夠的昆蟲(chóng)，如果它們繁殖得夠好，在理論上可以吃掉自古以來(lái)的所有植物。”舒爾茨說(shuō)。

       雖然可能發(fā)生暴發(fā)，但這只是一個(gè)例外，而不是一定的。昆蟲(chóng)只會(huì)吃掉全球植物量的大約10%，舒爾茨解釋道。這是因?yàn)橹参镩_(kāi)展反擊，阻止昆蟲(chóng)吃掉它們。

       植物采用的另一種方法是釋放信號(hào)吸引害蟲(chóng)的天敵前來(lái)吃襲擊者。

       “這些植物控制整個(gè)過(guò)程。”舒爾茨說(shuō)。“它們幫助其保鏢發(fā)現(xiàn)造成損害的害蟲(chóng)。它們通過(guò)釋放氣味告訴友好的昆蟲(chóng)在哪里可以找到它們的獵物或寄主。”

       競(jìng)爭(zhēng)壓力

       “如果植物檢測(cè)到它要接收的光的顏色穿過(guò)了或被一些綠色的東西反彈了，快速長(zhǎng)高的遺傳程序?qū)⒈淮蜷_(kāi)。”舒爾茨說(shuō)。

       于是它能過(guò)逃過(guò)其他植物的遮擋。

       環(huán)境壓力

       當(dāng)受到干旱脅迫時(shí)，植物關(guān)閉其氣孔。研究表明，他們將干旱的信息傳遞給其他植物，舒爾茨說(shuō)。這可能是由于土壤中的化學(xué)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)線索使其他仍自我感覺(jué)良好的植物關(guān)閉自己的氣孔。

       我們大多數(shù)人看一株萎蔫的植物都認(rèn)為它徘徊在死亡的邊緣。然而，萎蔫是一種植物節(jié)水的行為。

       “不同于把萎蔫看做糟糕狀態(tài)的癥狀，另一種看待它的方式是將它是作為一種適應(yīng)性行為，以節(jié)約用水。”舒爾茨說(shuō)。

       那是什么氣味？

       當(dāng)植物遭受脅迫時(shí)會(huì)產(chǎn)生低濃度的揮發(fā)性有機(jī)分子。植物發(fā)出這些氣味用于響應(yīng)于不同的攻擊。

       當(dāng)植物被踩踏，或受到疾病或昆蟲(chóng)攻擊，發(fā)出氣味的混合物是不同的，舒爾茨說(shuō)。

       如果可以辨認(rèn)出植物發(fā)射氣味的組合物，就可以診斷問(wèn)題。

       “如果你能夠發(fā)現(xiàn)這些不同，你就可以知道哪些植物在遭受攻擊，哪些沒(méi)有。”舒爾茨指出。

       “這項(xiàng)研究的很多工作最初是由軍方資助，因?yàn)樗麄儗?duì)植物能夠從戰(zhàn)場(chǎng)報(bào)告些什么感興趣。”舒爾茨說(shuō)。

       田間應(yīng)用

       舒爾茨的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)與工程師合作開(kāi)發(fā)了一種可以報(bào)告植物發(fā)出的具體氣味的傳感器。該傳感器將被安裝在機(jī)器人車輛上。當(dāng)它在農(nóng)田中穿行，它能夠檢測(cè)出受脅迫的植物，確定害蟲(chóng)，并且對(duì)受害植物進(jìn)行處理。然后，它會(huì)繼續(xù)穿行，直到找到下一個(gè)受侵染的植物。一旦你知道哪些植物受到攻擊，你就可以只處理被攻擊的植物，避免使用農(nóng)藥噴灑整個(gè)領(lǐng)域。

       這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以在植物損傷變得可見(jiàn)之前對(duì)其進(jìn)行處理，舒爾茨說(shuō)。當(dāng)你看到損傷的時(shí)候，它已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)上顯著的受損了。

       例如，假設(shè)你有一片蚜蟲(chóng)出沒(méi)的大豆田。當(dāng)蚜蟲(chóng)病害到達(dá)一定程度會(huì)降低大豆產(chǎn)量。當(dāng)蚜蟲(chóng)引起的損壞對(duì)肉眼足夠明顯時(shí)，已經(jīng)對(duì)產(chǎn)量造成了嚴(yán)重影響。傳感器的目標(biāo)是在達(dá)到經(jīng)濟(jì)閾值之前找到問(wèn)題。

       “這是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的一種形式。”舒爾茨說(shuō)。它會(huì)定點(diǎn)處理受侵染的植物，而不處理那些未受侵染的植物。它會(huì)節(jié)省大量的金錢(qián)和時(shí)間，當(dāng)然也會(huì)減少對(duì)環(huán)境的影響。”

       目前困難

       我們面臨的挑戰(zhàn)是傳感器在露天環(huán)境中工作。為了正確地識(shí)別的氣味，它必須能夠在露天中檢測(cè)，而露天條件下氣味是被稀釋了的。另一個(gè)因素是速度，因?yàn)轫憫?yīng)時(shí)間將是至關(guān)重要的，舒爾茨說(shuō)。

       “我們研制這款小器械花了不少時(shí)間，因?yàn)楹茈y讓它工作得很好。”舒爾茨說(shuō)。“如果我們做到了，我們將是在露天使用它的第一批人。大多數(shù)的研究?jī)H能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。“

       植物發(fā)出的氣味是復(fù)雜的混合物，有許多不同的化學(xué)物質(zhì)。這使檢測(cè)和鑒別工作變得更為困難。研究人員正在縮小確認(rèn)植物被攻擊所需鑒別的分子種類數(shù)量。

       “我們正在努力降到三到四種化學(xué)物質(zhì)作為確認(rèn)植物受到攻擊的標(biāo)志。”舒爾茨說(shuō)。“每一種情況的標(biāo)志都不同。第一步先確定某一種植物在受到某一種攻擊時(shí)的標(biāo)志，我們會(huì)按這種方法把每一種情況都確認(rèn)一遍。”

       舒爾茨預(yù)計(jì)投入市場(chǎng)需要幾年的時(shí)間。他認(rèn)為如果一切進(jìn)行得順利，最好的情況是5年內(nèi)進(jìn)入市場(chǎng)。