科学家拍摄植物与邻居“交谈”，镜头令人难以置信

我们难以察觉，植物被空气中化合物的细雾他们用来沟通和保护自己。有点像气味，这些化合物可以驱赶饥饿的食草动物，并警告邻近的植物来袭的攻击者。

自 1980 年代以来，科学家们就已经知道了这些植物防御，从那时起，他们在 80 多种植物中检测到了它们。现在，一组日本研究人员已经部署了实时成像技术，以揭示植物如何接收和响应这些空中警报。

这是我们对植物喋喋不休的理解的一大差距：我们知道植物如何发送信息，但不知道它们如何接收信息。

在这项研究中，日本埼玉大学的分子生物学家Yuri Aratani和Takuya Uemura及其同事装配了一个泵，将受伤和昆虫缠身的植物发出的化合物转移到未受损的邻居身上，并使用荧光显微镜观察发生了什么。

毛毛虫 （草地贪夜蛾）放在从番茄植株上切下的叶子上，然后拟南芥，芥菜科的一种常见杂草，研究人员对第二种完整无虫的杂草的反应进行了成像拟 南 芥种植那些危险线索。

这些植物不是普通的杂草：它们经过基因改造，因此它们的细胞含有一个生物传感器，当检测到钙离子的涌入时，它会发出绿色荧光。钙信号转导也是人类细胞用来交流的东西。

该团队在去年的一项荧光研究中使用了类似的技术来测量钙信号含羞草植物， 其中快速移动他们的叶子响应触摸，避开捕食者。

这一次，研究小组可视化了植物对沐浴在挥发性化合物中的反应，植物在受伤后几秒钟内就会释放出来。

这不是一个自然的设置;这些化合物被浓缩在一个塑料瓶中，并以恒定的速率泵送到受体植物上，但这使研究人员能够分析刺激性混合物中含有哪些化合物。

正如你在上面的视频中看到的那样，未受损的植物响亮而清晰地接收到受伤邻居的信息，以钙信号的爆发作为回应，在它们伸出的叶子上荡漾开来。

通过分析空气中的化合物，研究人员发现，两种名为Z-3-HAL和E-2-HAL的化合物在拟 南 芥.

他们还通过工程确定了哪些细胞是第一个对危险线索做出反应的细胞拟 南 芥仅在保卫细胞、叶肉细胞或表皮细胞中具有荧光传感器的植物。

保卫细胞是植物表面形成气孔的豆形细胞，气孔是植物在二氧化碳中“呼吸”时向大气开放的小孔。 叶肉细胞是叶子的内部组织，表皮细胞是植物叶子的最外层或皮肤。

什么时候拟 南 芥植物暴露于Z-3-HAL，保卫细胞在一分钟左右的时间内产生钙信号，之后叶肉细胞接收到该信息。

更重要的是，用关闭气孔的植物激素预处理植物会显着减少钙信号传导，这表明气孔充当植物的“鼻孔”。

“我们终于揭开了植物何时、何地以及如何对来自受威胁邻居的空中'警告信息'做出反应的复杂故事，”说Masatsugu Toyota，日本埼玉大学的分子生物学家，该研究的资深作者。

“这个隐藏在我们视线之外的虚无缥缈的通信网络在及时保护邻近工厂免受迫在眉睫的威胁方面发挥着关键作用。”

该研究已发表在自然通讯.

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