植物已經進化出令人印象深刻的策略來抵禦飢餓的、啃食葉片的昆蟲。眾所周知的防禦措施包括味道難聞的毒素、粘性樹脂和尖銳的刺,現在科學家們又發現了一個新的例子:微觀皺紋,使葉片更難行走。
皺紋形成於許多葉片的角質層中——角質層限制水分蒸發,調節氣體交換,並保護植物免受病原體侵害。新的研究發表在《皇家學會開放科學》上,發現除了角質層固有的光滑表面外,其微小的皺紋也有助於阻止昆蟲。隨著葉片成熟及其角質層積累,皺紋很可能會變得更加明顯,最終膨脹和彎曲。
英格蘭羅瑟姆斯特德研究所的分子植物學家達娜·麥格雷戈說:“植物非常擅長生存。”她沒有參與這項新研究。“它們可以透過改變其結構、化學成分或生理機能來阻止食草動物吃掉它們的葉子。這是植物改變形狀以確保生存的另一個例子。”
支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
為了進行實驗,研究人員製作了橡膠樹在不同發育階段的葉片的矽膠複製品。這一步驟讓他們可以單獨測量葉片結構特性的影響——而沒有角質層蠟質塗層的光滑影響。
科學家們將微小的感測器固定在八隻科羅拉多馬鈴薯甲蟲的堅硬前翅上,然後測量了當昆蟲沿著合成葉片蜿蜒前進時的牽引力;甲蟲在“較年輕”和更光滑的複製品上行走更容易,但在“較老”的複製品的皺紋上滑倒了。
德國弗萊堡大學的生物力學家、該研究的主要作者 Venkata A. Surapaneni 說:“我們對植物葉片上皺紋的形成方式,以及它們在不同生長階段對昆蟲附著的顯著影響感到驚訝。” Surapaneni 是一個名為 PlaMatSu 的多中心研究專案的一部分,他對開發模仿這些微觀皺紋的聚合物以生產驅蟲表面感興趣。他說,也許可以培育或改造植物以產生更多皺紋,從而可能為減少農業中農藥的使用鋪平道路。
