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意不意外?涂改液竟能帮叶子装死

添加时间:2021-06-01 作者:廖鑫凤 来源:博物 点击:869 收藏 打印 字体:
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夏天是植物生长旺季,叶片疯狂光合储存能量,为开花繁殖做准备。同时,也到了蚊虫爆发期,植物们又要遭殃了。

话说到这,养花人们拳头已经硬了——有本事来咬我啊(误),不要欺负我养的花花草草!

总的来说,使用药物来防虫还是有些不生态。那有没有更好的工具可以防虫呢?

当然有,那就是涂改液。意不意外?

涂改液:当时我害怕极了

虫虫还没来,叶片就变白

首先我们需要知道的是,如何判断家里的花草是否被侵害。

遭遇虫害或病害后的叶子,很多都会呈现出一片虚弱的白色。

红蜘蛛感染造成的叶片白斑

这是因为无论病害还是虫害,叶片被吃掉叶肉后只剩一层表皮,身体被掏空,没有了叶绿素的染色作用,因此呈现出虚弱的白色。

那么我有一个大胆的想法:既然白色可以在某种程度上代表叶片被害,那我把健康的叶片涂白,是不是就可以告诉虫虫,叶子已经遇害,您不必再痛下杀手了?

然后我发现,已经有聪明的植物这么干了。

在某些林下的生境中,长有自然白斑的叶片十分常见,有时甚至布满整个叶片,与翠绿平分秋色。乍一看,还以为这叶子已经不顶用了呢......

由于叶片变化多端,长有白斑的植物颇受育种师青睐。很多室内观叶植物都选育出了长有白斑的观赏品种,甚至到了万物皆可白斑的地步。图片来自:wiki

许多林下的草本,都给为自己的叶片染上了白斑,这自然会损失掉部分光合作用。因此科学家们推测,肯定是有其它的好处来补偿,才让林下植物们纷纷换上白色的斑叶,不然它图啥!

甚至这可能是一种叶片普遍的防御策略。

秋海棠自然形成的斑叶,相当好看  图片来自:廖鑫凤

彩叶芋,绝妙实验材料

叶片这种“自杀式”做法,究竟能不能防虫呢?

其实要证实白斑叶的防御作用是很困难的,因为很难找到对照组——许多生物与环境因素都会对叶片的颜色、形态造成影响,而这些因素很难排除。

不过,研究者们在南美一种彩叶芋(Caladium steudneriifolium)上找到了直接的证据。

彩叶芋全绿的叶片  图片来自:Thomas B.Croat

之所以选择彩叶芋,是因为这种植物具有异叶性,天生存在两种不同的叶型——一种叶片上有着规律的白色斑纹,另外一种则是全绿的。 

更有利于研究的是,两种叶型中都会有一种潜叶蝇产卵。

彩叶芋天生带白斑的叶片:我被咬了,我装的  图片来源见水印

首先,研究者排除了环境因素对彩叶芋两种叶片颜色的影响,因为它俩几乎生活同样的环境中。

接下来只需证实有斑纹的叶能趋避潜叶蝇就可以了。研究者从同样的环境中挑选出两种颜色的叶片,从幼叶起就跟踪其虫害情况。三个月后,研究结果令人震惊——天生有白色斑纹的叶子虫害的比例仅为天生全绿色叶子的七、八分之一!

这么看起来,似乎确实是白色斑纹阻挡了潜叶蝇在叶片上产卵。

为了坐实是白斑在视觉上起了作用,研究人员设计了另外一组对照实验,那就是用涂改液在全绿叶片上,模拟自然的白色斑点。

四种叶片对比。a为全绿叶,b为潜叶蝇虫害叶,c为自然斑点叶,d为涂改液处理叶,图片来自参考文献

实验结果更加让人震惊,涂改液的效果比自然形成的斑纹在防止潜叶蝇产卵上的效果更好。

为了证明是涂改液的颜色赶走了昆虫,而不是其化学成分,研究人员又用无色涂改液来做实验,结果证明没有颜色的涂改液在预防虫害上并没有啥用。

为啥涂改液能防虫?

至此,似乎可以证明光靠颜色就能防止虫虫来叶片上产卵,进而蚕食叶片。

这是啥原理呢?

其实这跟昆虫的产卵策略有关。许多昆虫在产卵前都会为自己的下一代挑选完好的叶片,甚至在产卵前会仔细检查叶片,毕竟这关乎幼虫生下来是否有饭吃。说到这里我得夸一句:真的是很负责任的家长了!

在一种香茶菜上产卵的象甲,产卵前会环绕叶片检查叶片是否完整。图片来自参考文献

而白色恰好能够代表很多负面信息。

比如这叶片已经被别的虫捷足先登了,后代生在这里会面临食物的争夺;还有可能说明叶片已经感染了其它病害,甚至早就被其它昆虫啃食干净了。

无论是哪种情况,都是对虫虫后代十分不利的,因此白斑叶片从一开始就成功地趋避了虫虫。

这也是为何许多植物都甘愿把叶片变白来伪装自己——毕竟只损失一小部分叶片的光合就可以保全一整片叶子,这种权衡策略在自然界中已经被打磨地无比成熟了。

而且,白斑区域也不一定就光合能力全废。靠着表皮与叶肉间形成大的白色空隙、表皮细胞的附属物,植物发展了多种多样的白斑生成技巧,很多时候都只是叶片玩的光的游戏,把光合影响降到了最低。

靠表皮与叶肉间的细胞间隙形成的白斑,as为空隙,ga为绿色区,nga为白斑区。图片来自参考文献

不过,用涂改液防虫的办法,在座的各位不要轻易尝试。

毕竟白斑不是植物唯一防虫的办法,许多植物都有自己的一套防御体系。人为给叶片染色,可能会影响它自身发挥,属于可以但没必要的方法。

你知道这个知识点就行了,不到万不得已千万不要打你家花花草草的主意,它们很。娇。嫩。

参考文献:

1.Higuchi, Yumiko, and Atsushi Kawakita. "Leaf shape deters plant processing by an herbivorous weevil." Nature plants 5.9 (2019): 959-964.

2.Soltau, Ulf, Stefan Dötterl, and Sigrid Liede-Schumann. "Leaf variegation in Caladium steudneriifolium (Araceae): a case of mimicry?." Evolutionary Ecology 23.4 (2009): 503-512.

3.Zhang, Jian-Hang, et al. "A revised classification of leaf variegation types." Flora 272 (2020): 151703.


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