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植物如何感知并修复伤口:揭秘植物独特的伤口修复机制

例如,面对猛烈风暴等日益严峻的极端气候,各种新病害的侵袭,以及食草昆虫和动物的叮咬等机械损伤,这些都会对植物造成严重损害。当植物受伤时,裸露的伤口会成为外界病原菌和害虫入侵的门户,同时造成水分和养分的流失,导致植物生长减弱,影响其生长发育。 ,严重时甚至死亡。因此,对于植物来说,不去理会伤口绝不是一个好主意。

然而,绝大多数植物无法自行移动,更不用说像人类和动物一样对伤口进行最简单的治疗了。因此,迫于环境压力,植物进化出了独特而高效的伤口修复机制。虽然植物不能移动,但依靠自身的结构和生化反应,植物可以快速修复伤口,阻止外界威胁的入侵。那么植物如何“知道”它们受伤了,以及如何治愈呢?我们接下来再说吧。

植物受伤时会疼吗?

说到受伤,我们的第一反应就是“疼痛”,很多动物也是如此。然而,植物作为具有纤维素细胞壁的多细胞真核生物,其基本结构与动物有很大不同。植物不像动物那样有专门的神经系统,在遇到伤害时不会表现出明显的应激反应,如尖叫、躲避、攻击等。

因此,很多人可能会认为,既然植物没有神经系统,那么受伤时一定是失去知觉的。事实上,这种说法并不全面。因为虽然植物不像人或许多动物那样“疼痛”,但它们仍然可以“知道”自己在哪里受伤,并采取措施进行处理。

事实证明,植物可以通过一系列复杂的生化机制来感知外界刺激。当植物受到伤害时,它们会采取巧妙的应对措施,例如通过电信号、化学信号和激素的调节,在分子水平上快速做出反应,激活自身的防御和修复机制。

例如,当许多植物叶子被人类采摘或被动物吃掉时,受损的部分就会释放出谷氨酸。这种物质会让植物受伤的部分产生钙信号,并在短时间内传送到植物的全身。然后,植物激活体内的防御机制,警告植物的其他部分危险即将来临,必须保护自己。它们的防御方法通常包括释放防御激素,比如释放一些有臭味的激素来吸引寄生黄蜂,这些寄生黄蜂会吃掉攻击植物的昆虫,或者触发释放难闻气味的化学物质,使昆虫失去兴趣。他们。有保护自己的欲望。

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拟南芥对损伤的反应。白色箭头表示受伤区域,闪光表示钙信号的传输。

图片来自参考

此外,当植物受到损害时,它们还会发出人类听不见的声音。科学家们做了很多实验,发现在挤压西红柿和切割烟茎后,这些植物实际上可以发射超声波。据统计,西红柿被挤压时,一小时内会发出25种超声波,而当烟梗被切开时,会发出15种超声波。未经切割和挤压的植物只会偶尔发出声音,平均每小时一次。测量的次数还不到一次,这表明植物对损害仍然有反​​应,只是我们平时很难察觉。

因此,植物没有神经系统,所以它们可能无法像我们一样感受到“疼痛”,但它们也有复杂而独特的感知和反应机制,它们会感知到自己受到的伤害,并以我们认为的方式做出反应。还没有完全理解。反应。

植物伤口如何愈合?

那么问题来了,即使植物能够“感觉”自己受伤的地方,也无法像动物一样通过舔舐、自我包扎、利用周围环境来快速修复伤口。那么植物如何“治愈”呢?

事实上,植物虽然没有像动物一样具有用于愈合的专门愈伤组织,但它们已经进化出一套高效的修复机制,通过细胞再生、伤口闭合和物质分泌来快速应对损伤。正是这些独特的生物机制,使植物在受伤后能够快速愈合,并在环境压力和外部威胁下继续生存。

一旦受伤,植物的伤口会立即分泌树脂、乳汁或其他化学分泌物。这些分泌物不仅可以密封伤口、防止水分流失,还能充当屏障,防止病原体进一步侵入。例如,当松树受伤时,伤口就会分泌出松脂来保护伤口。同时,受伤植物的伤口会迅速激活茉莉酸信号。茉莉酸信号可以诱导木质素在伤口处缓慢积累,强化受伤组织的细胞壁,封闭伤口形成“痂”。

伤口“结痂”过程中,由于时间较长,快速激活的茉莉酸信号无法持续反应。这时,植物也会产生脱落酸信号来取代茉莉酸信号,并激活一种名为RAP2.6的蛋白质。关键蛋白,从而完成木质素在伤口处的不断合成和积累,保证植物伤口持续修复,直至“痂”愈合并继续生长。

植物依靠这些独特的生理机制,快速修复生长过程中遇到的各种损伤,减少生理和病虫害的损害,从而保证其正常生长和繁殖。这种高效的自愈能力不得不让我们佩服生物体适应环境的奇妙方式。

植物“治愈”对人类意味着什么?

看到这里,我们已经知道,植物不仅能感知伤害,还能利用强大的治愈能力来维持自己的生命。说到这里,有人可能会问:科学家研究植物伤口愈合对人类意味着什么?

事实上,植物受损后,除了自我修复外,有的还可以自我替换(再生各种器官)。这就是植物的再生。人们很早就发现了植物的再生现象,并应用于实际生产中,如组织培养、插条、嫁接等,以快速繁殖并延续亲本的优良性状。如今,科学家研究植物损伤的分子机制,将有助于人类进一步了解植物再生,从而进一步改进再生方法和农业技术,从而加速植物繁殖,提高植物品质。

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