植物有豐富的表達能力？植物的化學“語言”

在風和日麗的日子，當你獨自一人步入山林原野，聆聽著鳥兒的鳴唱，爽吸著花草的清香，觀賞著蜂蝶的曼舞，盡享著感官帶來的愉悅時，是否曾想過與周圍默默無語的花草樹木聊一聊自己的感受，抒發一下情懷？但生命機體的迥異，使這種臆想的交流只能在夢幻中實現。

其實，對於那些沒有發聲器官，不能借助聲波傳送資訊的植物來說，它們早已具備了獨到的“語言”能力，而且資訊的交流和傳送也遠遠超出了自己種群的範圍。植物的這種獨到的“語言”，也就是化學元素的組合和在空間的擴散，具有極為豐富的表達能力。

花的邀請——“朋友快來”

人們喜歡與香花為伴，因為它們的氣息能夠使人心情愉悅，提神醒腦。但香花並非為人而開，而且“香”與“不香”也不過是人的感受而已。遠在人類還沒有在地球上出現時，有花植物的花朵開放時所散發出的氣味，就已經和它們的鐘情者結下了密不可分的關係，當然，這些鍾情者絕大多數都是昆蟲和其他小型傳粉動物。

在中部美洲的熱帶叢林中，隱藏著一群頗為神奇的蘭花兄弟——蘭科盔蘭屬植物。由於它們花朵中的唇瓣有些像古代武士的頭盔，因此被稱為“盔蘭”。但這種“頭盔”卻是倒置的，圓頂朝下，又好似一個吊在空中的小水桶，因此又有“水桶蘭”的別稱。

這些盔蘭都是附生植物，終生依附在高大樹木的枝幹上，遠離地面，依仗著叢林中潮溼多雨的自然環境和昆蟲的幫助，過著悠然自得的生活。盔蘭的花是光明的使者，當晨曦微露，它們就驟然開放了。隨著花朵的綻開，一陣陣濃烈的香氣伴著晨霧在叢林中飄逸。

這時，平常隱而不露的一種雄性長舌花蜂像著了魔似地突然出現在盔蘭花周圍，有時一下就飛來十幾只，有的甚至從幾千米以外急速趕來。雄性長舌花蜂是最美麗的膜翅目蜂類之一，身體呈現藍綠色，並閃爍著金屬般的光澤，頗為苗條的身軀顯得嬌小可愛。

如圖：這些被盔蘭香氣“邀請”來的雄蜂，誤入“水牢”，充當了盔蘭的傳粉“媒人”。

圍著唇瓣飛來飛去，並不時落在“桶”的上沿和外壁上，用刷子樣的前腿收集上面的油性物質。與此同時，盔蘭也開始由位於唇瓣上方的囊狀物向唇瓣中滴注液體，在其水桶樣的底部形成液池。

其間不免有得意忘形的雄蜂滑落到唇瓣的液池中，被這種特殊液體浸溼了翅膀的長舌花蜂只能從液麵上一個如壺嘴樣的孔洞向外爬。這個猶如私人定製的孔洞剛好容下細瘦的蜂體。

但在這隻誤入“水牢”的倒黴雄蜂即將重獲自由時，不由自主地充當了盔蘭的傳粉“媒人”：如果這隻雄蜂是初次“遇險”，在壺嘴樣的孔洞中隱藏的蕊柱上的花粉塊就會黏附在它的背上；當這隻揹負著花粉塊的雄蜂在另一朵盔蘭花上再次上演“液池驚魂”的一幕時，身上的花粉塊就會被柱頭穴接收，從而完成異花授粉的任務。

當然盔蘭並不虧待“媒人”，這些雄蜂從盔蘭唇瓣上收穫的油性物質中所含的揮發性油，被轉化成了它們吸引雌蜂前來交配的性資訊素。結果盔蘭和長舌花蜂都從盔蘭產生的氣味中受益，保證了種群的繁衍。這是一個雙贏的結局。

盔蘭，又稱“水桶蘭”

隨著花朵的綻開，陣陣濃烈的香氣伴著晨霧在叢林中飄逸。盔蘭和長舌花蜂因氣味而共同受益的自然現象，早在100多年以前就引起了博物學家的關注。達爾文在從特立尼達植物園主任克留格爾的報道中得知這一訊息後，將其作為“蟲媒花異花傳粉”的典型事例之一，記載於《蘭花的傳粉》一書中。

之後，科學家們的進一步研究揭示：盔蘭使雄性長舌花蜂著迷的香氣是由多種揮發性化學物質形成的，其中90%以上是2-N-甲胺基苯甲醛，其餘的成分還有丁子香酚、香草醛和桉樹腦等。

像盔蘭和長舌花蜂這樣植物和傳粉昆蟲因氣味而結成的互利關係，在自然界中隨處可見。在北半球溫帶地區，人們所鍾情的香花很多都與蜜蜂結緣，而且這種關係早在2000多年以前就引起了哲人的關注。

紫羅蘭是分佈於歐洲地中海沿岸的十字花科植物，在春天開放的花朵具有怡人的香氣，對當地的蜜蜂（義大利蜂）有很大的吸引力。

公元前4世紀，古希臘思想家、科學家亞里士多德在其動物學著作中記載：蜜蜂每一次採蜜不是從一種植物的花飛到另一種植物的花上，而是隻從一朵紫羅蘭花飛向另一朵紫羅蘭花，在它飛回蜂巢之前，絕不飛向其他種類的花。顯然，這些釋放出香氣的紫羅蘭花朵與蜜蜂之間有一種默契的關係。

但限於當時的科學發展水平，亞里士多德並沒有揭開其中的奧秘。18世紀愛爾蘭人阿瑟斯·多布斯是第一個觀察並明確描述了昆蟲為花傳粉及其在有花植物繁衍中具重要性的人。

他一直潛心觀察和研究蜜蜂的行為，證實了亞里士多德的觀察結果：雖然蜜蜂與花的關係並不具有特異性，但工蜂的每一次外出工作，只去拜訪同一種花。這種行為既保證了工蜂從花上所獲得的物質純淨，也使花粉能在同一種植物的花之間有效傳遞。

1821年胡貝爾證實了蜜蜂拜訪花主要是被花的氣味所吸引，由於幾乎每一種花都有表明其個性的特殊氣味，因此，聰明的蜜蜂一般不會“走錯門”。有花植物與傳粉昆蟲之間的協同演化關係，一直受到博物學愛好者和生態學家的關注。

如圖：紫羅蘭在春天開放的花朵具有怡人的香氣，對當地的蜜蜂（意犬利蜂）有很大的吸引力。

以往一些人多將花的色彩、花冠上的紋飾和花的形狀視為吸引昆蟲的主要因素，而氣味則因我們人類嗅覺的侷限性而被放在了次要的位置。隨著生物化學和生態學的發展，人們已越來越多地認識到，由成千上萬種揮發性化學物質產生的氣味在有花植物異花傳粉的過程中所具有的舉足輕重的作用。

這是人們認識植物和動物之間化學物質相互作用的一個重要進展。在自然界中不僅有令我們愉悅的紫羅蘭、玫瑰、茉莉、桂花、水仙、百合、鈴蘭和眾多蘭科植物等組成的香花大軍，也有像巨魔芋、大王花、豹皮花、臭菘、喜林芋、馬兜鈴等形形色色令我們反感的臭花。

以及不計其數的能釋放出人類嗅覺無法感知的揮發性化學物質的“異味花”和“無味花”。這些由花朵釋放出的化學物質，是花在向傳粉昆蟲和其他小型動物喊話：“朋友們，快來吧！我這兒有你們需要的東西呢！”

假話高手——“我不騙你”

就像我們今天生活在充滿不同波長的電磁波環境中一樣，許多昆蟲生活在充滿著各種氣味的環境裡，而且這種環境已經延續了億萬年的時間。我們人類靠電磁波傳遞的資訊相互聯絡、洞察世界，昆蟲則是依靠由揮發性化學物質提供的資訊進行覓食、尋偶、叢集和避敵等活動。

顯然，昆蟲在長期的演化過程中獲得了辨別眾多揮發性化學物質的能力，能根據花釋放出的氣味獲得赴宴的邀請。但植物在演化過程中也變得更加聰明，許多依靠昆蟲等媒介異花傳粉的植物，為了節省為傳粉昆蟲提供美食所耗費的能量，“想出了”既能引來傳粉的“媒人”，又不用“設宴款待”的利己的花招。

其中，將自己偽裝成傳粉昆蟲的異性個體，誘其前來交配的“騙局”就是其一。從紫羅蘭盛開的地中海沿岸地區直到歐洲的中部和西部，分佈著30多種開花時沒有誘人的香氣、長相也頗為怪異的蘭科眉蘭屬植物。雖然它們在春天開花時並沒有為傳粉者提供的美食，但仍能夠得到一些特異傳粉昆蟲的迷戀，成為其忠誠的“媒人”。

這其中到底有什麼“默契”呢？這個問題很早就引起了包括達爾文在內的博物學家和植物愛好者們的探究興趣。經過細緻觀察，人們發現，這些蘭花都有一個共同的特點：在外形上頗似蜂類等特異傳粉昆蟲的雌性個體，因此它們又被稱為“雌蜂蘭”。

當雌蜂蘭的花朵開放時，正值傳粉昆蟲開始活動的早期，由於種群繁衍的需要，一些早於雌性個體問世的雄性急於尋找雌性交配。這種動物的本能正中了眉蘭的下懷，於是，紛紛釋放出猶如雌蜂招引雄性的揮發性化學物質——性資訊素的氣味。

在這種以假亂真的氣味吸引下，一些涉世未深的雄蜂紛紛中招，落在頗似雌蜂身體的眉蘭唇瓣上，企圖交配。結果是上當的昆蟲一次次敗興而去，聰明的眉蘭則得到了受騙雄蜂提供的異花授粉機會。接收到異花花粉後，眉蘭的花朵便鳴金收兵，不再發送虛假資訊。

當然，受騙的雄蜂最終還是會得到真愛，種群並不會因眉蘭的花招而滅絕。有人統計，在自然界中訪花的蜂類中大約有8096的種類能夠得到受益植物的美食答謝。而那些其餘的傳粉者中，許多也像長舌花蜂那樣雖無美食果腹，卻也從中得到了應有的物質回報。

但在植物與昆蟲的協同演化過程中，互利的天平總會出現某些傾斜，在許多蘭科植物中都有類似於眉蘭和傳粉者那樣，因虛假資訊而導致的不平等關係，演化就在這種天平的不斷晃動中進行。

拒敵門外——“別想吃我”

在地球的生物圈中，綠色植物是能利用太陽能將水和二氧化碳合成碳水化合物並釋放出氧氣的生物。因此，其他生物為了生存，都要從植物體上直接或間接獲取能量。對於眾多植食性動物來說，直接食用植物是獲得能量的唯一方法。

即便是形形色色為有花植物傳送花粉的蝶類和蛾類等“花友”，它們在幼蟲階段也是吃植物的高手。億萬年過去了，這些沒有神經系統和運動器官的綠色植物卻依然引領著地球生物圈中的芸芸眾生，而且演化發展出了幾十萬的物種大軍。

那麼，這些沒有神經系統和運動器官的綠色植物是如何做到這一點的呢？主要原因是，它們具有發達的自身防衛系統，其中由門類繁多的次生代謝產物形成的化學武器就是最大的功臣。

這些化學武器中有與入侵者短兵相接時的“殺傷性武器”——生物鹼、甙類化合物和毒蛋白等有毒物質，也有能使對其身體垂涎的欲入侵者聞氣喪膽，拒敵於門外的眾多揮發性化學物質。它們似乎在說：“別想吃我！”樟樹是我國長江以南地區著名的鄉土樹種，在許多村寨旁都能見到樹齡達到幾百年以上的大樟樹。

樟科樹種正是憑藉著這種由眾多揮發性化學物質組成的天然防線，讓病蟲害降到較低水平。

樟樹的壽命較長、樹冠龐大、不易受病蟲危害，因此備受產地民眾喜愛，尤其是其木材富含芳香的揮發性化學物質，具有防蟲、防腐等特點，自古就被視為珍貴用材樹種。用樟木製作的衣箱、衣櫃等具有天然的驅蟲效果，在國際市場上都享有盛名。

植物體含有芳香油也是樟樹所在的大家庭——樟科植物的特徵之一。在病蟲對植物危害較嚴重的亞熱帶地區，樟科樹種正是憑藉著這種由眾多揮發性化學物質組成的天然防線，讓病蟲害降到較低水平，而使自己的隊伍不斷髮展壯大，成為亞熱帶常綠闊葉林的主要建群樹種之一。

在我國的亞熱帶地區，芸香科柑橘類樹種也是因揮發性化學物質而受人喜愛的植物之一，雖然它們缺少高大的身軀，難在森林中馳騁，卻以花、果實和枝葉具有的特殊香氣而被廣為栽培。柑橘類果實的香氣不僅令人產生食慾，其中所含的檸檬烯、檸檬醛等主要揮發性化學物質，也是殺菌、驅蟲的化學防禦利器。

阿魏的怪異氣味來源於其所含揮發性化學物質中的含硫化合物。

其中，溫州蜜橘精油中己檢測出40多種揮發性化學成分。由於許多柑橘類果樹經人類長期栽培呵護，莖葉中的化學防禦物質己減少了不少，但在自然環境中大多數野生的芸香科植物都秉承祖訓，在身體的各部分含有豐富的揮發油儲備。

當我們在山林原野中摘下一片野花椒或黃檗的葉片在亮光下觀看，就能見到眾多的透明油腺點，輕柔一下這片葉子，揮發性化學物質就會散出，讓我們遲鈍的嗅覺似乎靈敏了許多。雖然作為常用調味品的花椒的氣味與柑橘的氣味大不相同，但其驅蟲的功能卻有過之而無不及。

當然，自然界中的植物多樣性十分豐富，所含化學防衛物質的種類也層出不窮。與花吸引傳粉者的氣味變數類似，植物身體所發出的氣味也是香、臭、怪……一應俱全。

在自然界中，許多長壽樹種都像樟樹這樣，由於富含揮發性化學物質，活著時難得病蟲困擾，死後身體仍祛病、驅蟲，千年不腐。楠木、柚木、柏樹、杉木、柳杉等被古人視為建築、傢俱和棺木良材，都與其體內富含令害蟲和“吃”木材的真菌畏懼的化學物質有關。

傘形科是身體富含揮發性化學物質的草本植物大家族，但由於屬種的差異，所散發出的氣味也有很大變化。在我們熟知的蔬菜中，胡蘿蔔、芹菜、香菜、茴香等雖然都出自傘形科，但因為氣味的關係，讓我們還沒品嚐就有所偏愛。

作為藥用植物和調味品的阿魏是一種具有怪異氣味的傘形科植物，有人說它具有韭菜和洋蔥混合的氣味，有的書中說它具有強烈的蒜臭味，甚至還有人形容說這是魔鬼糞便的氣味。化學成分分析表明，阿魏的怪異氣味來源於其所含揮發性化學物質中的含硫化合物，與魔鬼不沾邊，卻是趨避植食性動物的化學防衛利器。

像阿魏這樣的怪味植物，我們並不多見，但一旦聞過它們散發的氣味，往往印象深刻。在清代人撰寫的海外見聞中，就有在非洲與一種奇臭的“糞木”相遇掩鼻而逃的趣聞。看來同樣以鼻嗅味的食草獸類一定也會對這種散發臭氣的樹不感興趣，甚至退避三舍。

我不好客——“離我遠點”

當我們步入山林原野，往往感到周圍的植物是那麼和諧自然，不論是高大的樹木還是弱小的花草，都各居其位，相互之間似乎沒有衝突和爭鬥，只有那些以植物為食的動物和寄生在植物身上的菌類和病毒，才是敵對勢力。但如果你多觀察和思考，就會發現植物之間一些一時難以解釋的不和諧現象。

紅松是我國東北長白山、小興安嶺等山地的主要針葉樹種，常形成大面積的森林。在草木蔥蘢的夏季，當我們進入紅松林後就不難發現，與其他型別的森林相比，林中灌木和草本植物往往較為稀疏，即使在廕庇程度較其他森林低的紅松林中，也是如此。

無獨有偶，我國華北地區最常見的油松、側柏等針葉樹，似乎也有不願與灌木和草本植物親近的習慣。當我們進入北京松山的一片難得儲存下來的天然油松林時就會發現，剛剛在楊樹、樺樹、椴樹等組成的闊葉雜木林中見到的茂盛的草木，轉眼不知了去向，只有少量的禾本科和菊科小草，成為松林中的“稀客”。

這種林下難長草的現象在南方的杉木林和柳杉林下更明顯。核桃樹的壽命長，樹冠龐大，大型羽狀複葉婆娑可人，是農村常見的果樹。但這種受人喜愛的樹也有怪脾氣：性格“孤僻”，不喜歡與其他草木為伍，“核桃樹下難長草”，自古以來就是廣為流傳的農諺。

松樹和核桃樹都沒有四肢，也不會說話，它們是透過什麼途徑去排斥其他植物的呢？聰明的古人很早就開始了思索。公元1世紀，古羅馬博物學家普林尼在《博物志》中寫道：核桃樹的樹蔭是令人憂鬱的，它會損害種植在其附近的植物，甚至會使身臨其境的人感到頭暈；松樹的樹蔭下也不太平，能殺死許多種雜草。

普林尼推測：“樹蔭”對於身居其下的植物，不僅僅具有對陽光的遮蔽作用，或許還包含了某些物質的影響？但這些影響物質到底是什麼成分，它們又是如何起作用的呢？對此，普林尼他們還不清楚。

核桃樹“性格孤僻”，不喜歡與其他草木為伍所以有“核桃樹下難長草”的諺語。

在我國古代，人們很早就觀察到許多植物之間互不相容的現象，稱其為“相剋”，並在種地時儘量避免“相剋”植物相遇，以免減產或絕收。例如，明代的《農圃六書》記載：“芝麻葉上瀉下雨露最苦，草木沾之必萎，凡嘉花果之旁，勿種芝麻。”

現代以來，科學家已對植物問的這種互相排斥現象進行了大量研究，研究發現，不論是松樹、柏樹、杉木、核桃樹還是芝麻，都是植物間“化學戰爭”的發動者，儘管它們所使用的主要戰爭武器——“異株克生”化學物質各不相同。

但戰爭的目的卻不約而同，都是為了確保自己擁有一定的生存空間和生活必須物質的充足供應，清理和驅除那些影響自己生活質量的植物。這些被視為具有“異株克生”作用的化學物質，有些對相剋植物的種子具有直接殺死的毒性，有些揮發性化學物質可以抑制不受歡迎的植物種子萌發。

這種現象與《西遊記》中為了防止妖怪加害唐僧，孫悟空在師傅周圍用金箍棒畫圈的做法有些相似。施放克生化學物質的植物在警告那些競爭者：“這是我的地盤，離我遠點！”

獨腳金是一類玄參科半寄生性雜草，對水稻、高粱等禾本科作物危害極大，它破譯了克生化學物質的“密碼”，把“離我遠點”翻譯為“我就在你身邊”。

但自然界中生物的演化是複雜紛紜的，一些憑藉化學武器欲克“他人”的植物，也會遇到“道高一尺，魔高一丈”的困境，甚至聰明反被聰明誤，自己釋放的排斥其他植物的警告資訊，反而暴露了自己的身份和位置，被敵對者利用，使自己受害，甚至家破人亡。

獨腳金是一類玄參科半寄生性雜草，在熱帶、亞熱帶農田中對水稻、高粱等禾本科作物危害極大，它們不僅侵佔作物的生存空間，而且將吸器（吸根）深入寄主作物根中，狂吸水分和營養物質，致其枯萎死亡。

這類雜草最大特點是平時隱而不露，只等作物萌發後旺盛生長時，才成群結夥出現在作物身旁，簡直神出鬼沒，讓農民們無所適從，因此被稱為“女巫草”。直到20世紀70年代，科學家才破解了這種惡性寄生雜草的詭秘行蹤。原來獨腳金的種子是根據水稻、高粱等作物根部釋放的揮發性克生化合物，發現寄主位置迅速萌發的。

目前，科學家們的研究已經證實，包括我國西北荒漠上的珍貴藥用植物肉蓯蓉在內的許多寄生植物的種子，都是靠破解了寄主根部釋放的克生化學物質的“密碼”，把“離我遠點”翻譯為“我就在你身邊”，有的放矢地萌生吸器，成功寄生的。這一發現，對於消除農田寄生雜草，人工培育藥用價值高的寄生植物，都有重要意義。

呼叫騎士——“快來救我”

琳達是一位美國園藝學和植物生理學專家，她經常在自家的花園裡侍弄植物並進行自然觀察。4月的一天，在陽光明媚的前院，她發現自己珍愛的月季花即將綻放的花蕾和花葶上爬滿了蚜蟲，本欲用手持噴水器將這些貪婪的小蟲沖掉，但由於別的事急於處理，就暫時放棄了對這些植物汁液嗜食者的懲罰。

第二天，當她擔心受虐的月季而急匆匆趕去救援時，一幅意想不到的畫面出現在眼前：一些瓢蟲和草蛉正在月季花叢上活動，再看花蕾和花葶上面，蚜蟲已經全軍覆沒，而月季花蕾仍那麼嬌嫩可愛，似乎沒受什麼損傷。她立刻醒悟到，是這些食肉昆蟲享用了一頓美餐，解救了月季花。

那麼瓢蟲和草蛉是如何得知美食資訊的呢？彙集在自己大腦中的知識和資訊庫告訴她，這是月季受到攻擊時發出的求救訊號——“快來救我”請來了救兵。

如圖：一些瓢蟲和草蛉正在月季花叢上活動，花蕾和花葶上面的蚜蟲已經全軍覆沒，顯然這些食肉昆蟲享受了一頓美餐。

在20世紀80年代，荷蘭科學家發現，玉米葉受到毛蟲啃食時，能向毛蟲的天敵寄生蜂傳送求救資訊——揮發性化學物質。30年後，科學家的許多觀察和研究已經充分說明：許多植物，包括觀賞品種和蔬菜，在受到植食性昆蟲和其他食草動物攻擊時，都會散發出特殊的氣體訊號。

在長期的生物演化過程中，肉食性和擬寄生性昆蟲中的一些種類已經感悟到：這些空氣中散佈的揮發性化學物質意味著有為自己或即將出生的寶寶準備的美食供應，於是迅速趕去聚餐或將產卵器刺入毛蟲體內產下自己的後代。在天敵活躍期，這類氣體往往是植物傳送出的唯一化學資訊。

科學家發現，玉米葉受到毛蟲啃食時，能向毛蟲的天敵寄生蜂傳送求救資訊。

當這些植食性昆蟲不再危害時（不是逃走就是被吃掉），這類揮發性化合物就停止傳送。在出現這類奇特的現象時還會發生更多令人驚奇的事，例如，處於受害植物下風位置的植物，可能也感受到了這種訊號，趕緊合成化學防禦物質，靜候食草動物將要對自己發動的攻擊。

因此，這位女科學家告訴園丁們：不要見到蟲害就急於噴灑農藥，這樣不但會對環境造成汙染，也會殺害害蟲的天敵，甚至傷害到你要保護的植物。在非洲廣袤的稀樹草原上，金合歡是主要的樹種，這類灌木或小喬木，樹冠如傘，枝繁葉茂，長頸鹿等食草動物不用垂頭費力就可以在金合歡樹冠上飽餐一頓。

如圖：在非洲廣袤的稀樹草原上，金合歡是主要的樹種。遭到啃食的植株會向周圍釋放出特殊的揮發性化學物質。使同伴們感知危險將至，於是趕快合成令食草動物口昧不爽的丹寧等化學物質。

但無法逃脫的金合歡樹也絕不甘心坐以待斃，為了種群的利益，遭到啃食的植株會向周圍釋放出特殊的揮發性化學物質，使同伴們感知危險將至，於是趕快合成令食草動物口味不爽的丹寧等化學物質。遇到這種金合歡樹的集體抗爭，長頸鹿也只好自認倒黴，再去尋找新的適口食物。

生物防治是一種既環保又有利於人類健康的科學思想和手段。雖然幾百年前人們已經在利用螞蟻來消滅果園的害蟲：利用蘇雲金芽孢桿菌製作生物農藥消滅害蟲也早己不是什麼新聞。但近些年來對植物向害蟲天敵傳送求救性化學物質的研究成果，無疑使生物防治提高到了新的水平。

看來“快來救我”不僅是受害植物的呼聲，也是地球生態環境向全人類發出的強音。我們應該清醒地意識到：認識自然才能有效地保護自然！