互动科普

卷心菜和利马豆（棉豆）都是我们日常生活中常见的蔬菜，卷心菜是十字花科的植物，利马豆是豆科植物。也许你还不知道，它们都有一套防御害虫侵害的巧妙体系。当叶子被虫咬伤后，它们能根据害虫的种类散发出不同的香味，引诱害虫天敌前来为自己清除害虫。

小菜蛾的幼虫和菜粉蝶的幼虫（菜青虫）是危害卷心菜的主要害虫。卷心菜被小菜蛾幼虫或者被菜青虫咬伤时，遭虫咬的叶片会散发出不同的香味。被小菜蛾幼虫咬伤时，散发的香味能引来小菜蛾的天敌—菜蛾绒茧蜂；被菜青虫咬伤时，散发的香味则能引来菜粉蝶的天敌—粉蝶盘绒茧蜂。

叶片是植物进行光合作用的主要场所，肥厚柔软且富含营养，很容易遭到害虫或哺乳动物的侵害。叶子被吃掉后，植物就无法进行光合作用了。因此，在与害虫长期的“斗争”中，植物生成了各式各样的防御物质以对抗伤害。例如，茶叶中的单宁、烟叶中的尼古丁等等，这些都是植物在叶子中生成的防御物质。

此外，当我们揪下一片叶子时，常常会闻到一股清香，这是因为在受伤的叶片细胞内生成了挥发性物质的缘故。日本京都大学的高林纯示教授长期以来从事植物与昆虫相互作用的研究，他解释说：“散发出这种清香的部分成分，具有防止细菌从受伤部位侵入的作用。卷心菜被虫咬后散发的香味中大约含有10种分子，但是每种分子的比例因害虫种类不同而不同。”

卷心菜是如何知道哪种害虫在咬食自己的呢？到目前为止，这依然是一个待解之谜。经实验证实，玉米和烟草的叶片能“感知”到害虫唾液中挥发性的诱导素，从而释放出相应的挥发性物质。

“也许卷心菜的叶片能‘感知’到来自害虫的某些成分。另外，不同害虫的咬食方法也不同，这些因素也会导致香味成分的变化”，高林教授介绍说。

科学家在19世纪90年代初就已经发现，植物被虫咬伤后，受伤部位会生成在健康状态时所没有的挥发性物质，以引诱害虫的天敌前来肃清害虫，进行所谓的“诱导防御”。了解了这些后，你对植物的印象是否有所改变呢？看似静止不动的植物，居然有着这么奇妙的策略—巧借外力，为己除害！

香味因害虫种类不同而不同

卷心菜遭虫咬时，受伤部位会向周围的细胞传送受伤信息以及识别害虫的信息（1)。细胞接收了这些信息后，以叶绿体的包膜为原料生成茉莉酸（2)。在茉莉酸的作用下，各种酶开始在细胞内发挥作用（3)。最后生成多种挥发性物质。这时，在某些机制的影响下，酶的作用因害虫不同而不同，因此挥发性物质的混合比例也因害虫不同而不同（4)。卷心菜利用挥发性物质吸引来害虫的天敌（5)。此外，茉莉酸等的信息物质扩散到周围的细胞，周围的细胞也开始发生同样的反应（6)。

（本文发表于《科学世界》2013年第12期）