在测试了拟南芥植物后,科学家得出了这个结论。研究指出,拟南芥植物可以根据它们的咀嚼方式和唾液来判断哪些昆虫吃了它们。

科学家海蒂·阿佩尔和莱克斯·科科洛夫

密苏里大学高级研究科学家海蒂·阿佩尔在接受《华盛顿邮报》采访时说:“我们对拟南芥叶对毛虫咀嚼和蚜虫吮吸的反应不同并不感到惊讶。真正让我们吃惊的是,拟南芥对每条毛虫的咀嚼和蚜虫的吮吸的反应是完全不同的。拟南芥有辨别昆虫的能力,并且知道哪种昆虫正在攻击它。

在研究过程中,阿佩尔教授用拟南芥喂养菜粉蝶幼虫和甜菜夜蛾。根据她的预测,拟南芥可以通过昆虫吃东西时咀嚼和吮吸的区别来区分它是被菜粉蝶幼虫还是甜菜夜蛾攻击。此外,她还认为这种植物有辨别许多昆虫的能力,即使不同的昆虫同时吃它们。为了验证他的理论,阿佩尔收集了被昆虫吃掉的拟南芥,然后在实验室提取基因并冷冻它们。

植物采取一系列方式来保护自己,比如释放辛辣和腐烂的气味。这些防御在基因中表达。通过基因分析,阿佩尔发现拟南芥可以感知毛虫流口水,并采取了不同于感知蝴蝶的防御方法。植物对不同的昆虫有不同的反应,这表明植物能够区分昆虫,并知道它们正在遭受哪种昆虫的攻击。

Apel希望研究结果将有助于科学家开发出天生对昆虫有抵抗力的植物,而不是喷洒杀虫剂。她的研究基于2014年的一项研究,该研究发现,植物可以分辨附近的声音,如进食声,然后对环境中的各种威胁做出反应。

在研究过程中,阿佩尔将毛虫放在拟南芥上。借助激光和拟南芥叶子上的一小块反光材料,阿佩尔测量了叶子中毛虫的咀嚼活动。之后,阿佩尔播放了一组拟南芥吃毛毛虫的振动录音,另一组拟南芥的无振动录音。当喂食两组拟南芥毛虫时,研究人员发现,之前听过振动记录的拟南芥分泌了更多的芥子油。芥子油是一种化学物质,对许多毛虫没有吸引力。

研究论文的合著者莱克斯-考克克罗夫特指出:“我们有了一个惊人的发现:当拟南芥感受到不同的振动,比如微风产生的振动,或者不同昆虫发出的声音时,它的化学防御不会增强,即使它们与毛虫进食时产生的声音有一些共同的声学特征。这一现象表明,拟南芥有能力区分进食振动和其他常见的环境振动源。”