版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們

你有沒(méi)有注意過(guò)這樣的現(xiàn)象：一些植物的葉片頂尖或邊緣總是掛滿亮晶晶水珠。

比如這樣，

圖片來(lái)源：維基百科

或是這樣，

圖庫(kù)版權(quán)圖片，不授權(quán)轉(zhuǎn)載

可能很多人都以為這是露珠。然而，這并不是。露珠一般會(huì)鋪滿葉面，在葉片表面形成一層水膜，水珠排列沒(méi)有規(guī)律。但這些水珠會(huì)整整齊齊地排列在葉片邊緣。這種奇妙的現(xiàn)象，叫吐水（Guttation），往往發(fā)生在植物的生長(zhǎng)期。

葉片上面的露珠，圖庫(kù)版權(quán)圖片，不授權(quán)轉(zhuǎn)載

01

植物吐水現(xiàn)象并不罕見(jiàn)

三百多年前就有人觀察到了植物吐水的現(xiàn)象，不過(guò)當(dāng)時(shí)的人們只是把它當(dāng)成一種偶然現(xiàn)象。隨著在越來(lái)越多的植物（尤其是草本植物）中都發(fā)現(xiàn)了吐水現(xiàn)象，植物吐水已被如今的學(xué)界認(rèn)定為普遍現(xiàn)象，從而也正式擁有了名字。

植物的吐水現(xiàn)象其實(shí)并不罕見(jiàn)，水稻、小麥、大麥、甘蔗等許多常見(jiàn)的植物，在生長(zhǎng)季都有吐水現(xiàn)象。不同于植物的傷流或者泌膠現(xiàn)象，吐水并不是植物受傷后分泌液體，而是自然形成的、為了保持體內(nèi)水分平衡的措施。在夏季，植物快速生長(zhǎng)、代謝旺盛，吐水更是頻繁。

吐水現(xiàn)象一般在夜晚發(fā)生，因?yàn)樵谝雇?，植物根部仍然在源源不斷吸收土里的水分與無(wú)機(jī)鹽，但植物蒸騰作用變?nèi)?，就只能通過(guò)葉子邊緣的微小水孔排出多余的水分，形成葉片邊緣掛滿亮晶晶水珠的現(xiàn)象。

絕大多數(shù)吐出的水都會(huì)排列在葉片的邊緣，這是因?yàn)槿~片的邊緣有特化的排水組織，稱為排水器(hydathodes)，由特化的氣孔形成排水孔向葉片外排水，它們緊連著一個(gè)空腔來(lái)儲(chǔ)存水分，水分則來(lái)源于與葉子內(nèi)維管組織相連的通水組織。

植物葉片排水器結(jié)構(gòu)，圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)1

02

植物“吐”的水能養(yǎng)活一群昆蟲(chóng)

一般而言，植物“吐水”能夠排出夜晚根部吸收的多余水分，對(duì)維持植物葉片與體內(nèi)的水分平衡有著重要的作用。

不僅如此，在后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，葉片的排水器和維管組織是連在一起的。研究人員猜測(cè)，“吐”出的水中可能還含有維管運(yùn)輸?shù)钠渌镔|(zhì)，比如礦物質(zhì)、糖、蛋白質(zhì)等?？茖W(xué)家也早已發(fā)現(xiàn)，有許多昆蟲(chóng)會(huì)吸食植物吐水形成的小水珠，但最初只是認(rèn)為這些昆蟲(chóng)單純?cè)谘a(bǔ)充水分。

而“植物吐水含有大量營(yíng)養(yǎng)”結(jié)論的突破口來(lái)自于藍(lán)莓?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓不僅吐水量驚人，而且吐的水十分受昆蟲(chóng)的歡迎。

藍(lán)莓的吐水現(xiàn)象，以及吃水的各種昆蟲(chóng)，圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)2

這說(shuō)明，植物吐水可能并不僅僅只是昆蟲(chóng)的水源，還有可能是昆蟲(chóng)們重要的食物來(lái)源。

為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，科學(xué)家采集了藍(lán)莓吐的水，同時(shí)收集了經(jīng)常采集藍(lán)莓吐出的水的三種昆蟲(chóng)：包括一種果蠅（Drosophila suzukii），屬于草食昆蟲(chóng)，一種寄生蜂（Aphidius ervi），是寄生性昆蟲(chóng)和一種草蛉（Chrysoperla rufilabris），是捕食性昆蟲(chóng)，它們代表著三個(gè)不同的營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

接下來(lái)，科學(xué)家用收集的藍(lán)莓植物“吐”的水、純水、糖水、純蛋白與糖水蛋白混合液去喂養(yǎng)這三種昆蟲(chóng)。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只喝純水的昆蟲(chóng)不能存活下來(lái)，喝藍(lán)莓植物“吐”的水的昆蟲(chóng)、喝糖水的昆蟲(chóng)以及喝混合液體的昆蟲(chóng)都能好好地存活下來(lái)。喝藍(lán)莓植物“吐”的水的昆蟲(chóng)壽命甚至比肩拿糖水喂養(yǎng)的蟲(chóng)蟲(chóng)們。

喂養(yǎng)不同營(yíng)養(yǎng)液后三種不同昆蟲(chóng)的壽命，綠線表示喂養(yǎng)藍(lán)莓的吐水液，圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)2

不僅如此，科研人員還將喂養(yǎng)不同營(yíng)養(yǎng)液的昆蟲(chóng)雌蟲(chóng)進(jìn)行交配，讓其受精后產(chǎn)卵，查看它們的產(chǎn)卵量是否會(huì)受到影響。結(jié)果表明，喝植物吐水的昆蟲(chóng)并沒(méi)有受到影響，藍(lán)莓植物吐水堪稱“天然營(yíng)養(yǎng)液”了。

通過(guò)測(cè)量，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)，藍(lán)莓吐的水中糖與蛋白的含量都很高，分別達(dá)到1.5克每毫升和4.3毫克每毫升。花蜜中糖的含量約為0.4克每毫升，藍(lán)莓植物“吐”的水比花蜜含糖量還要高三倍。（這么有營(yíng)養(yǎng)，筆者都有喝藍(lán)莓“吐”的水的沖動(dòng)了）。

因此，對(duì)于采食藍(lán)莓吐水的昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，它是一種十分好的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。這可能是除花粉，花蜜、蜜露之外，植物生產(chǎn)的第四大類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。此外讓植物吐水更勝一籌的，是它產(chǎn)生的量、持續(xù)的時(shí)間比其它三者都要長(zhǎng)。

植物吐水含有豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，難道只是為了養(yǎng)活昆蟲(chóng)？按照自然界的規(guī)律，事情肯定沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。

03

植物吐水：養(yǎng)天敵的天敵來(lái)保護(hù)自己

藍(lán)莓“吐”這么多水，還是一種開(kāi)放資源，似乎昆蟲(chóng)只要捷足先登，就都能吃上一口。那么，這種吐水現(xiàn)象會(huì)不會(huì)吸引大量的草食昆蟲(chóng)，不僅把“吐”出的水喝了，還會(huì)把植物葉子給吃光呢？

科學(xué)家在野外實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)計(jì)調(diào)查了藍(lán)莓吐水吸引到的昆蟲(chóng)群落。在野外，有大量的昆蟲(chóng)去取食藍(lán)莓吐的水，與人工去除吐水的藍(lán)莓植株相比，吐水植株明顯吸引了更多的寄生蜂類、捕食性的昆蟲(chóng)如草蛉等，但吸引的草食性昆蟲(chóng)數(shù)量卻減少了很多。也就說(shuō)，藍(lán)莓通過(guò)“吐”出的水，吸引了更多自己天敵的天敵，從而能更好地保護(hù)自己。

與對(duì)照組相比，吐水的藍(lán)莓植物吸引了更多捕食性昆蟲(chóng)和寄生昆蟲(chóng)，吸引的草食性昆蟲(chóng)量減少，圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)2

更有趣的是，吐水的植株上，蚊子的數(shù)量明顯下降了。可能是因?yàn)槭艿搅似渌妒痴叩耐?，蚊子們不得不放棄了這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這或許可以成為一種新型的防蚊手段。

吐水在作物中相當(dāng)普遍，如果能控制農(nóng)作物的“吐水配方”，說(shuō)不定就能實(shí)現(xiàn)一種新的生物防治，讓農(nóng)作物自己吸引更多捕食性昆蟲(chóng)來(lái)對(duì)抗天敵，“借刀殺蟲(chóng)”，實(shí)現(xiàn)從上到下的防蟲(chóng)調(diào)控。

植物吐水不僅是植物重要的水分平衡調(diào)節(jié)手段，它還具有重要的生態(tài)功能，靠著吐水里的物質(zhì)調(diào)控著“朋友圈”。

也許某一天，通過(guò)人工調(diào)控植物吐水中含有的物質(zhì)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)某物質(zhì)的富集。這樣，我們不僅能采集藍(lán)莓的果實(shí)，還能采收藍(lán)莓吐的水，實(shí)現(xiàn)天然的藍(lán)莓“吐水”汁生產(chǎn)，美味又營(yíng)養(yǎng)。不知道那個(gè)時(shí)候，你是否愿意來(lái)嘗試一下呢？

參考文獻(xiàn):

[1] Mondal, FLS,FIAAT, Amal. (2014). Guttatin-A Natural Phenomenon:Useful medium for production of Recombinant Proteins.

[2] Urbaneja-Bernat P, Tena A, González-Cabrera J, et al. Plant guttation provides nutrient-rich food for insects[J]. Proceedings of the Royal Society B, 2020, 287(1935): 20201080.

歡迎掃碼關(guān)注深i科普！

我們將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的科普活動(dòng)和科普好物！