在乳汁植物的防禦系統中,防禦物是貯藏在乳管中,如果乳管破裂,乳汁就會自動流出來,而不管造成乳管破裂的原因,即不論是機械損傷還是食草動物的啃咬,乳汁都會流出。如果是機械損傷,那麼這些流出的防禦液就算浪費了。這種防禦系統一觸即發,而不管對方敵友。現在我們說說另一種更精細的防禦方法。
黃守瓜是一種橙黃色、體長近1厘米的小甲蟲,它又叫瓜葉蟲、瓜螢子、瓜守,從名字上可知它取食的植物是瓜類,是我國南方瓜類蔬菜(黃瓜、南瓜等)的主要害蟲。我們仔細觀察黃守瓜在黃瓜、南瓜、葫蘆、瓠瓜等葉片上的取食習性,發現它有很獨特的取食行為,即以身體為半徑旋轉咬食1圈,有時甚至咬食2圈,然後再取食圈內的葉片組織,從而使葉片呈現環狀食痕或圓形孔洞。這種現象早已發現,但不知道為什麼?如果再認真地觀察,還可以發現這棵黃瓜被劃圈取食後,其他的黃守瓜至少在一天內不再取食。如果把離體的葉子餵給黃守瓜,它取食時不會有這種行為,也不會有時間上的等待。
上述的現象表明,黃瓜對黃守瓜的取食會產生反應,並能產生防禦物質,阻止黃守瓜的進一步取食。但黃守瓜也進化出相應的防禦策略,即咬一圈,使植物產生的防禦物質不能進入對咬斷的葉面圓片,從而黃守瓜可以放心地取食。由於植株體內有了防禦物質並可持續一斷時間,黃守瓜在這一時間內不宜再取食黃瓜。而離體鮮葉不會產生防禦物質,黃守瓜不必劃圈,也不必等待。精密化學分析儀器(如氣質聯用用儀等)的出現,為探索其中的奧秘提供了基礎。
研究發現,黃守瓜選擇取食葫蘆科的黃瓜、南瓜等植物與寄主植物合成的葫蘆素有關。瓜類植物中葫蘆素的種類很多,目前已鑒定出10多種結構不同的葫蘆素,它們對大多數的草食動物有毒,但卻是守瓜的取食引誘物質。不同的瓜類植物所含有的葫蘆素種類不同,黃瓜中含有葫蘆素C及I,南瓜中含有B和I。低濃度的葫蘆素可引誘黃守瓜取食,但植物被害後可以幾十倍或以上提高葫蘆素的濃度,這種濃度下抑制黃守瓜的取食,兩種葫蘆素的聯合作用下,抑制作用更強。另外,這種高濃度至少可持續一天。因此,為了避開高濃度的葫蘆素,黃守瓜進化出了這種奇特的取食方式。
可見,葫蘆素是一種防禦物質,黃守瓜從生理上突破了低濃度葫蘆素的防線,並成功地利用它們作為取食的誘引劑。但植物進一步演化,當黃守瓜取食時臨時增加防禦物的濃度,抑制它的進一步取食為害。黃守瓜從行為上進化出反防禦的策略,先劃一圈,切斷防禦物的進入。由於高濃度持續的時間較長,黃守瓜在這一時間內不得不放棄取食。防禦與反防禦的鬥爭時刻在進行,不會停止。 |