長(zhǎng)著白色小花的延齡草,在花叢中實(shí)在不算起眼,卻是植物界中少有的“變形者”——它的花瓣能變成葉子。這究竟是怎么一回事?
延齡草僅有三片花瓣,在某些情況下,它的花瓣會(huì)變得像葉子一般,不僅是顏色,連質(zhì)地都和葉片完全一樣?;ㄗ?nèi)~并非魔法,而是因?yàn)檠育g草受到了一種名為“植原體”的致病微生物的攻擊。植原體入侵延齡草后,通過(guò)分泌相關(guān)蛋白改變花瓣細(xì)胞的基因表達(dá),從而使花瓣出現(xiàn)綠色的條紋,變得越來(lái)越像葉子。
當(dāng)然,植原體還會(huì)對(duì)其他植物展開(kāi)“變?nèi)~”攻擊。萬(wàn)壽菊和月季花感染植原體后,它們的花瓣不再是鮮艷可人的黃色或是粉色,而是變成像葉子一樣的綠色。植原體對(duì)植物的影響可不只是把花瓣變成葉子這么簡(jiǎn)單?;ㄆ鞯母淖兺ǔ?huì)破壞植物正常的生命進(jìn)程,導(dǎo)致植物無(wú)法繁殖。
植原體侵襲植物的例子在世界各地都能找到,而且受感染的植物種類也十分廣泛,其中還包括我們常吃的草莓。眾所周知,草莓被我們食用的部分其實(shí)是草莓的花托,上面的“小麻點(diǎn)”才是它的果實(shí)(瘦果)。感染植原體的草莓果實(shí)會(huì)開(kāi)始發(fā)芽,逐漸長(zhǎng)出葉子,原本光潔的草莓會(huì)變得“毛刺刺”的,被感染的草莓也就不能食用了。但目前來(lái)看,似乎只有特定地區(qū)、特定品種的草莓才會(huì)被植原體感染,我國(guó)本土的草莓就沒(méi)有發(fā)生過(guò)這樣的情況,這可能與遺傳和環(huán)境因素有關(guān)。
白色的延齡草上出現(xiàn)綠色條紋
藍(lán)色的繡球花變綠
被植原體侵染的草莓長(zhǎng)出葉子
歐洲傳說(shuō)中的女巫,出場(chǎng)總帶著神秘詭異的色彩,在昏暗的夜晚騎著掃帚在空中飛行,因而她們的“掃帚”也被視為不祥之物。當(dāng)現(xiàn)實(shí)中的你在樹(shù)林里散步時(shí),或許真能因?yàn)榭匆?jiàn)樹(shù)上的“女巫的掃帚”,而冷不防地被嚇一跳——在有些樹(shù)的樹(shù)枝末端處雜枝叢生,和正常枝葉明顯不同,就像一團(tuán)掃帚。你不禁懷疑是否真的是女巫將掃帚遺留在樹(shù)上
然而事實(shí)上,并不是女巫的駐留讓樹(shù)變得如此不同。除了槲寄生等寄生植物會(huì)在樹(shù)枝上形成團(tuán)狀物,植原體的入侵也可能使樹(shù)木的樹(shù)枝末端變得異常濃密——從一個(gè)點(diǎn)長(zhǎng)出許多枝條密集成簇,好像“女巫的掃帚”一樣。在日本,這種樹(shù)枝末梢雜枝叢生的現(xiàn)象被稱為“天狗巢”。天狗是日本志怪傳說(shuō)中流傳最廣的妖怪之一,與西方的女巫一樣,飛行自如。這么看來(lái),不論是女巫還是天狗,都帶有古怪奇異的傳說(shuō)色彩,而且可以隨意飛行。這正好與植原體的特征相同——不易被觀察到,并且通常以風(fēng)或飛行的昆蟲(chóng)為媒。
“女巫的掃帚”
植物感染植原體后長(zhǎng)出的葉子通常是幼態(tài)葉,枝葉不會(huì)長(zhǎng)高或變粗。頂芽的生長(zhǎng)受到抑制,側(cè)芽的生長(zhǎng)便失去控制,長(zhǎng)出許多小枝和小葉;小枝的頂芽同樣受到抑制,于是也長(zhǎng)出許許多多的側(cè)枝和小葉……如此反復(fù)無(wú)序的生長(zhǎng),使枝條間的距離縮短,葉片變小,長(zhǎng)成巨大的“掃帚”。樹(shù)木的正常生長(zhǎng)結(jié)構(gòu)被破壞,因此也無(wú)法結(jié)果和向上生長(zhǎng),生命進(jìn)程因而中斷,停留在年輕的狀態(tài)。
雖然“女巫的掃帚”對(duì)樹(shù)木本身沒(méi)有生命威脅,但這一癥狀會(huì)嚴(yán)重影響樹(shù)木正常的生長(zhǎng)繁殖,使其無(wú)法結(jié)果。然而,正是這種酷似巢穴的結(jié)構(gòu)為鳥(niǎo)類和哺乳動(dòng)物提供了庇護(hù),例如在其中筑巢的北方飛鼠。阿拉斯加內(nèi)陸地區(qū)的飛鼠時(shí)常以樹(shù)洞和“女巫的掃帚”作為冬季的庇護(hù)所,每當(dāng)冬季氣溫開(kāi)始驟降時(shí),它們便會(huì)跑出原本的洞穴,爬上樹(shù),在“掃帚”里抱團(tuán)冬眠。
你或許聽(tīng)說(shuō)過(guò),有些寄生物種能把宿主變成“僵尸”,并對(duì)宿主任意操控。有一種名為偏側(cè)蛇蟲(chóng)草菌的真菌,可以寄生在木匠蟻體內(nèi)。被感染的木匠蟻會(huì)離開(kāi)位于樹(shù)冠的蟻巢,爬到附近的植物上,死死咬住一片葉子的葉脈。而它停留的高度,正好是溫度和濕度都適合真菌生長(zhǎng)的高度。
植原體則會(huì)把植物變成“僵尸”。植原體的傳播主要依賴其他細(xì)菌、真菌或昆蟲(chóng)的活動(dòng),它們一般會(huì)以吸食汁液的昆蟲(chóng)為媒介,比如葉蟬。攜帶植原體的葉蟬用針狀的口器刺穿韌皮部進(jìn)食時(shí),不可避免地會(huì)將其唾液中的一些植原體轉(zhuǎn)移到新的宿主植物身上,從而幫助植原體完成一次入侵。進(jìn)入植物體內(nèi)后,植原體便開(kāi)始分泌一種特殊的蛋白,這種蛋白可以改變宿主的基因表達(dá),使其不斷長(zhǎng)出更多的幼態(tài)葉,而這個(gè)時(shí)候其他未被感染的正常同類正在慢慢成熟、衰老……
“僵尸”木匠蟻
植原體以葉蟬為“交通工具”,前往植物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)寄生
對(duì)植原體來(lái)說(shuō),如此操控植物有什么好處?原來(lái),受植原體感染的植物基因表達(dá)被改變,生長(zhǎng)發(fā)育節(jié)奏被打破,壽命變長(zhǎng),從而能接納更多的昆蟲(chóng)前來(lái)用餐。植原體也可乘著這些“交通工具”,前往更多的植物體內(nèi)寄生,實(shí)現(xiàn)更廣泛的傳播。這么看來(lái),使花瓣變得更像葉子,很有可能是為了誘惑葉蟬集中在受感染的組織上進(jìn)食。有時(shí),植原體也可通過(guò)嫁接或菟絲子等寄生植物傳播。
植原體沒(méi)有細(xì)胞壁,因此對(duì)一些可以抑制細(xì)胞壁合成的抗生素并不敏感。從目前的農(nóng)業(yè)研究來(lái)看,植原體、病毒、細(xì)菌及螺原體的復(fù)合侵染已成為一些作物共同面臨的嚴(yán)重問(wèn)題,并造成了更多的協(xié)同損失。但在農(nóng)業(yè)以外領(lǐng)域的數(shù)據(jù)仍然比較缺乏,需要進(jìn)一步探索植原體侵染植物的目的和具體機(jī)制。