為了不被吃，植物太難了

司陽(yáng)

要說(shuō)地球上最弱小的生物，植物可算當(dāng)之無(wú)愧：扎根在土地里，無(wú)法自由運(yùn)動(dòng)躲避天敵，鮮嫩多汁的外表卻容易引來(lái)群狼環(huán)伺，要想成功繁殖后代有時(shí)候還不得不依靠天敵的幫助。這是怎樣無(wú)奈的命運(yùn)呀？盡管如此，植物也沒(méi)有放棄，它們靠著強(qiáng)大的生存智慧和技能在過(guò)去的地球上活得風(fēng)生水起。

初級(jí)生存技能

弱小動(dòng)物的一大保命妙招是保護(hù)色，有些植物也學(xué)會(huì)了這一妙招。

生石花是一種常見(jiàn)的多肉植物，它具有兩片肥厚的顏色灰暗的葉子，其中儲(chǔ)存大量的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能讓生石花在干旱的環(huán)境中活得更久。在非生長(zhǎng)季節(jié)，整顆生石花看上去就像一顆灰撲撲且開(kāi)裂的鵝卵石，在土石堆里毫不起眼，這樣昆蟲(chóng)和鳥(niǎo)類等植食動(dòng)物就不容易發(fā)現(xiàn)它，從而達(dá)到保命的目的。

還有的植物本來(lái)不具有保護(hù)色，迫于無(wú)奈改變了“膚色”。梭砂貝母是一類長(zhǎng)在高原山地上的植物，因?yàn)樯L(zhǎng)在險(xiǎn)峻的環(huán)境中，除了鳥(niǎo)類，它的天敵并不多。但是，貝母是常用中藥川貝的植物體，人們經(jīng)常采摘貝母制藥，這對(duì)它的生存影響越來(lái)越大。為了生存，近年來(lái)，梭砂貝母開(kāi)始變色了。

梭砂貝母的植株原本像大多數(shù)植物一樣，擁有大量葉綠體，呈現(xiàn)黃綠色。但是，在灰突突的山崖峭壁上，綠色十分扎眼，從遠(yuǎn)處就可以一眼看到，大量貝母因此被人們發(fā)現(xiàn)并采摘。但在最近的一個(gè)研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，山地上生長(zhǎng)著許多灰褐色的梭砂貝母，它們的葉子和花瓣的顏色都幾乎與山石融為了一體?？茖W(xué)家將這些變色的貝母照片展示給志愿者，讓他們從中找出貝母，結(jié)果發(fā)現(xiàn)保護(hù)色確實(shí)有效，與山石顏色更接近的貝母更難被找到。

除了保護(hù)色，植物還有一些防御武器。許多植物的葉子特化成尖利的針狀，能刺傷動(dòng)物的嘴和內(nèi)臟器官，比如松樹(shù)的針葉、小蘗和仙人掌的尖刺、刺草的鋸齒狀葉緣等;還有的植物枝干上長(zhǎng)有尖刺，比如皂角樹(shù)、枳樹(shù)等植物枝干上密密麻麻的瘤狀尖刺，讓鳥(niǎo)類無(wú)處下腳，其他植食動(dòng)物也不敢輕易靠近。

蕁麻等植物把針和毒兩種防御武器相結(jié)合，從而產(chǎn)生更有效的保護(hù)作用。它的倒刺能起到皮下注射器的作用，在戳入取食動(dòng)物的皮膚的同時(shí)，毛刺從葉子上脫落下來(lái)，牢牢地扎在皮膚上，并把使人不舒服的毒素注入皮膚中，引起嚴(yán)重的皮膚炎癥。被扎疼的動(dòng)物下次再遇到這類植物時(shí)，會(huì)更加小心甚至敬而遠(yuǎn)之。

終極生存技能

雖然植物們有張良計(jì)，但植食動(dòng)物們也進(jìn)化出各種各樣的過(guò)墻梯：鳥(niǎo)兒尖利的喙、昆蟲(chóng)厚實(shí)的外骨骼、善于識(shí)別植物顏色的眼睛等。對(duì)人類來(lái)說(shuō)，植物們的保護(hù)色和尖刺的作用更小，人類可以利用機(jī)械完成從種植到采摘的整個(gè)過(guò)程。為此，植物又學(xué)習(xí)了一套新的生存方法：化學(xué)防御。

植物們會(huì)分泌各種有毒的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)植物被觸摸或者吃掉時(shí)，這些化學(xué)物質(zhì)會(huì)讓動(dòng)物感覺(jué)不適甚至喪命，比如龍舌蘭屬植物含有類固醇，可使動(dòng)物的紅細(xì)胞破裂;馬利筋和夾竹桃分泌的強(qiáng)心苷，可以使咬食它的昆蟲(chóng)的肌肉松弛而喪命;一些金合歡植物含有氰化物，能抑制呼吸;煙草屬植物分泌的尼古丁對(duì)昆蟲(chóng)具有強(qiáng)大的神經(jīng)毒性等。

當(dāng)然，植物還需要它的捕食者幫助傳粉或傳播種子，所以它們分泌的化學(xué)物質(zhì)通常都不會(huì)致命，而是更傾向于讓捕食者消化不良，從而將種子完好無(wú)損地排泄出來(lái)，傳播出去。這類化學(xué)物質(zhì)在植物中比比皆是：幾乎所有植物都含有一定的植酸、柿子和葡萄等讓人感覺(jué)發(fā)澀的植物果實(shí)都含有單寧酸、谷物和堅(jiān)果中含有大量凝集素等，這些物質(zhì)都會(huì)影響包括人類在內(nèi)的動(dòng)物消化植物，甚至還會(huì)與其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作用，影響其他物質(zhì)的消化吸收。例如，植酸會(huì)影響動(dòng)物對(duì)鈣、鐵、鎂、鋅等礦物質(zhì)的吸收，它可與這些金屬離子產(chǎn)生不溶性化合物，降低離子的吸收率。其他如單寧酸、凝集素也影響人體的各種功能。

這些化學(xué)物質(zhì)或有讓人不喜的味道和氣味，或是能讓取食者在過(guò)度進(jìn)食時(shí)感覺(jué)不適或無(wú)法消化，從而減少了植物被取食的可能性，是植物運(yùn)用最廣泛的防御手段。

防御手段失效

不過(guò)，植物的化學(xué)防御也不是萬(wàn)能的，已經(jīng)有植食動(dòng)物進(jìn)化出了應(yīng)對(duì)方法。

煙草天蛾是一種非常耐受尼古丁的昆蟲(chóng)，它專門(mén)吃煙草植物，并將尼古丁作為武器。曾有研究發(fā)現(xiàn)，煙草天蛾在攝取了大量的尼古丁后，相應(yīng)基因會(huì)被激活，使得尼古丁進(jìn)入血液后不會(huì)被代謝，而是暫時(shí)儲(chǔ)存在血液中，遇到天敵時(shí)，就將尼古丁以氣態(tài)的形式通過(guò)氣孔噴出。其天敵——狼蛛在聞到煙草天蛾幼蟲(chóng)身上濃濃的“煙味”后，會(huì)放棄對(duì)它的捕食，狼狽逃開(kāi)。

舞毒蛾幼蟲(chóng)喜歡取食富含單寧酸的橡樹(shù)葉，因?yàn)閱螌幙梢詭椭鼩⑺廊肭值牟《?麝鳳蝶以有毒的馬兜鈴屬植物為食，它體內(nèi)的解毒酶系能將植物的毒素代謝分解，變成對(duì)自身無(wú)毒的物質(zhì)后儲(chǔ)存在體內(nèi)，當(dāng)遇到天敵時(shí)將毒性成分轉(zhuǎn)化為防御武器;斑蝶、斑蛾和燈蛾等昆蟲(chóng)也有相似的對(duì)付植物毒素的方法。

人類對(duì)抗植物毒素也有自己的一套方法。我們?cè)谌∈彻任锖蛨?jiān)果時(shí)，會(huì)進(jìn)行脫殼處理，這是去除植酸的最簡(jiǎn)單的方法。比如小麥、玉米和水稻的植酸大多存在于種子的胚芽中，通過(guò)脫殼能去除大部分植酸。豆類和葉類蔬菜則可以通過(guò)泡水和水焯法去除植酸。將蔬菜進(jìn)行發(fā)酵處理，比如將豆類制成豆豉和腐乳等，也是去除植酸和凝集素等植物毒素的好方法。

人類也能像昆蟲(chóng)一樣利用植物毒素。我們知道，凝集素能與細(xì)胞結(jié)合，因此，如果在藥物中加入凝集素，能提高藥物與細(xì)胞的結(jié)合能力?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，特定的凝集素對(duì)特定的癌細(xì)胞具有識(shí)別、定位、結(jié)合的能力，同時(shí)某些植物凝集素又具有誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡的功能，這就使得結(jié)合了植物凝集素的給藥系統(tǒng)既增強(qiáng)了抗腫瘤活性，同時(shí)又降低了抗癌藥物在正常細(xì)胞中的分布，達(dá)到類似于“精確制導(dǎo)武器”的效果。此外，凝集素還能作為生物傳感器，如在被檢測(cè)的糖分子上修飾電活性分子，當(dāng)該糖分子與凝集素結(jié)合時(shí)，導(dǎo)電性能發(fā)生改變，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)值的監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)糖分子或相關(guān)細(xì)胞的檢測(cè)與研究。

其他的植物毒素對(duì)人類也很有益。單寧酸是抗氧化劑，可以抑制細(xì)菌、病毒和真菌的生長(zhǎng)，并可以降低膽固醇水平和血壓水平;植酸與免疫功能增強(qiáng)和癌細(xì)胞凋亡相關(guān)，它們也具有抗氧化的功能，能減少炎癥的發(fā)生;豆科植物中常見(jiàn)的皂苷可以增強(qiáng)免疫系統(tǒng)，降低罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)，并防止心臟病發(fā)作和中風(fēng)時(shí)出現(xiàn)的血液凝結(jié)等。也就是說(shuō)，如果我們適量進(jìn)食這些植物“毒素”，它們對(duì)我們是有益無(wú)害的，這些物質(zhì)不再成為人類取食植物的阻礙。

植物為了生存，發(fā)展了這么多項(xiàng)技能，可是這些技能漸漸變得不像最初那么有效，未來(lái)，植物們又將運(yùn)用什么手段與捕食者們斗智斗勇呢？

（摘自《大科技》2021年第9期）