当植物开战时

C与我们这个两足动物世界的忙乱相比，植物的生命似乎是一片宁静的绿洲。但是仔细看看。害虫的贪婪的胃口使植物处于持续的压力下:它们必须战斗才能生存。

他们确实在战斗。植物远非被动的受害者，它们进化出了强大的防御能力:作为毒素的化合物，发出攻击升级的信号，并向不太可能的盟友寻求帮助。

然而，所有这些安全都是有代价的:植物原本可以用来生长和修复的能源和其他资源。因此，为了平衡预算，工厂必须有选择性地选择如何以及何时部署他们的化学武器。以下是它们在不牺牲自身健康的情况下，抵御昆虫敌人的五种策略。

警告耀斑

工厂不是24-7小时生产化学防御(浪费资源)，而是推迟生产，直到攻击开始。昆虫一旦咬了叶子，叶子就会发出挥发性化学火焰，发出警报，告诉植物的其他部分以及它的邻居，开始控制路障。

这个早期预警系统通过一连串的分子事件发挥作用。首先，它会触发“茉莉酸”激素的释放，进而分解JAZ蛋白质。这些蛋白质会使引导各种有毒和保护性化学物质制造的基因沉默。通过消除JAZ，茉莉酸激素释放这些基因来表达自己，从而为工厂的武器装配线提供动力。

电厂还利用地下网络相互警告即将到来的危险。许多物种与土传真菌有共生关系，这种真菌穿透植物根系的外层，以其碳储量为食，并帮助其吸收氮和磷等重要营养物质作为回报。这种真菌通过发出长长的线状分支（称为菌丝）来生长，这些分支在附近的植物中定居，形成巨大的地下网。

在对豆类植物的实验中，当研究人员将蚜虫放在一个塑料袋中的植物上（这样它就不能通过空气传播警告）时，与地下真菌网相连的其他植物开始大量分泌防御化合物。然而，他们没有联系的邻居却没有。这种真菌看起来就像一个生物互联网，将至关重要的信息从一个植物传递到另一个植物。

呼叫支援

植物还通过招募盟友为它们进行一些战斗来节约资源。在植物的武器中有挥发物，它们可以招引掠食者和昆虫袭击者。

例如，当毛虫捕食欧洲玉米时，这些植物会释放出挥发性的β-石竹烯，从而吸引寄生蜂。黄蜂在毛虫体内产卵，减缓了它们的进食速度，最终，当卵在几周后孵化时，杀死了它们。欧洲玉米也会在地下释放β-石竹烯，以应对根虫的攻击。这个信号穿过土壤的孔隙，向食肉性蛔虫喊道：“晚餐准备好了，来拿吧！”

然而，在某些情况下，求助电话可能会邀请不受欢迎的客人。例如，在美国种植的玉米品种已经失去了产生β-石竹烯的能力，使它们更容易受到昆虫的攻击。但是，当研究人员恢复了实验室植物中产生这种化学物质的基因后，它们的根部就感染了一种致病性真菌。真菌似乎已经进化到能识别β-石竹烯作为一种邀请，这让玉米面临一个艰难的选择:要么保留它的黄蜂和蠕虫盟友，要么向真菌屈服抓住机会对付食草动物.

陷阱

当你可以把你的攻击者引入一个精心设置的陷阱时，为什么还要麻烦地随意发射武器呢?芸苔科植物(包括花椰菜、卷心菜和芥菜)在细胞内储存看似无害的化合物硫代葡萄糖苷，而储存在细胞内的酶叫做芥子酶。这两个储备只被一层薄薄的细胞壁隔开。当一只毫无戒心的草食动物咬穿这面墙时，芥子酶和硫代葡萄糖苷混合，催化化学反应，将攻击者吞噬在有毒的烟雾中。(正是这些反应赋予了十字花科植物特有的苦味和抗氧化特性。)

然而，只有当这些诱杀装置有效时，植物才会投入更多的资源来制造它们。当毛虫等咀嚼昆虫激活诱捕器时，由此产生的损害会诱导植物加快硫代葡萄糖苷的生产。然而，像蚜虫这样的吸食昆虫，通过针状的管子进食来避免设置陷阱，效果甚微：这种植物不会在无效武器上浪费资源。

间谍游戏

一些植物已经学会了敌人的通信代码，并利用它们传播虚假信息。例如，蚜虫在捕食者攻击时释放信息素β-法尼烯。这一警告告诉该地区的其他蚜虫，它们已经发出隆隆声，是时候逃走了。在蚜虫攻击期间，植物经常释放β-法尼烯，可能是为了通过发出求救信号来吓跑侵略者。但不仅仅是任何β-法尼烯信号都可以。

在大多数情况下，植物以稳定的方式释放信息素，作为防御挥发物混合物的一部分，蚜虫已经学会忽略它。然而，野生马铃薯已经找到了一种方法来改变这种信号，使其达到成功的效果：它将信息素储存在细小叶毛末端的精致鳞茎中。当蚜虫落在叶子上时，它的腿粘在叶子的粘性表面上。当蚜虫挣扎着试图释放自己时，它会打破球茎，释放出β-法尼烯，就像蚜虫发出的脉冲警报声一样。

紧急急救

在一场艰苦的战斗中，植物必须照顾好自己的伤口。一系列被称为绿叶挥发物的化合物作为防腐剂，保护受损的组织免受细菌或真菌感染。(这些挥发物构成了新割的草的香味，向邻近的植物发出另一个警告，提醒它们危险就在眼前。)

受伤的植物还会产生创伤酸，被称为“伤口激素”，它会刺激细胞分裂，闭合伤口，就像动物伤口中的血凝块一样。这些反应发生在攻击后的几分钟内:植物在抵抗入侵者的同时开始自我修复。因此，植物必须不断地决定如何在防御和再生之间分配资源。

随着植物和昆虫之间的斗争一代又一代地展开，每一个对手都在不断地修改自己的剧本，试图占据上风。例如，昆虫开始进化出植物各种防御的解毒剂，包括中和毒素的能力，甚至为了自己的目的偷取毒素，从而迫使植物开发新的策略。这场战争是一场红女王的军备竞赛：双方都全力以赴，只是为了停滞不前。

Mike Newland是东安格利亚大学的博士后研究助理，关注生物圈和大气之间的相互作用。

这篇文章于2015年12月首次出现在我们的《压力》杂志在线版上。