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1、植物间的信息传递期中演讲题目：那些蕴含在植物中的知识摘要、关键词：植物间的信息传递；化学物质；电信号；菌根；在农业中的应用。虽然植物是没有大脑和神经系统的生物，但它们并非只是静静地待在原地，它们之间也能进行交流，那他们是怎么进行信息传递的呢？科学研究发现植物之间的互动极其精巧和复杂，远超出人们的想象。 植物既不能搞聚会也不能结伴去看电影，但是在它们之间的确存在着社交网络。它们会互相帮助，也会互相争斗。 植物们无时无刻不在倾听着其他植物用化学语言所讲的话，通过这些语言， 一些植物会通过分享某些资源来帮助自己的邻居；也有些植物则可以辨认自己的亲戚并帮助它们，对那些没有血缘关系的陌生者则置之不理。有
2、的是通过化学物质来传播信息。例如：地处北欧的斯堪的纳维亚半岛森林茂密，郁郁葱葱。每到秋天，成群结队的灰蛾涌入斯堪的纳维亚半岛北部的桦树林，在嫩枝上产下卵， 这样等到来年春天，孵化出的幼虫就可以享受一场桦树新芽“ 盛宴” 了。这看上去像是一场胜负已定的战争， 因为桦树没有任何大自然赋予的抵御武器，似乎命中注定就是输家。但是，桦树中的一些种类却拥有秘密武器和邻近的斯堪的纳维亚杜鹃花结成盟友。这种杜鹃类植物当周围有桦树的时候，就会更多地释放出一种挥发性的杀虫物质， 桦树的叶片会吸收并重新释放出这些物质，靠近杜鹃花生长的桦树正是借助杜鹃花的气味，将自己伪装成有毒的杜鹃，以驱逐灰蛾的幼虫。还有美国华盛顿
3、大学的生态学家发现，在一片柳树林中 一旦某一棵树遭受虫害，其新叶中的石炭碱的分泌量就会大量增加，以降低新叶对害虫的适应性，从而保护自己，减少虫害，与此同时在这棵遭受虫害的柳树周围约70 米范围的其他柳树叶片中的石炭碱含量，均有不同程度的增加， 而且越靠近被害之树， 叶片中的石炭碱浓度越高。它们是通过何种方法来传播“ 预警信息 ” 的呢?经过多方面的研究发现， 受害之树所释放的乙烯， 要比正常情况下多得多， 由此认为传递名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页
4、 - - - - - - - - - “ 语言” 的物质很可能是乙烯。乙烯通过风的媒介作用，给邻近的柳树发出危险及预防信号，使其各自采取防卫措施。同样的，英国植物学家厄 豪克伊亚经过长期研究发现，美丽的白桦树被害虫咬伤后，其树叶中酚类物质的含量便急剧增加，以此抑制害虫的取食。南非比勒陀利亚大学的动物学家也发现这一类似现象：当金合欢树遭到动物取食时，叶片中的单宁酸含量就会真线上升，其毒性足以使取食者丧命。同时，它还通过空气释放一种气体， 使周围 45 米以内的金合欢树都能接到信号， 在5-10分钟内大量产生单宁酸，迎战来犯之敌。含羞草奇妙的特性是由于在每根长满叶子的枝杈与主杆连接的地方，以及小叶
5、子的基部都有个比较膨大的部分，叫做叶枕， 它对刺激的反映最敏感。 科学家用精密仪器对它进行了测量和分析后发现，只要人们轻轻碰下叶子， 在 0.03秒内，刺激便会传到叶枕。60 年代美国的一些大学的实验表明，导致含羞草这种行为的原因是钙迅速流进了它的细胞。还有一种寄生植物菟丝子， 则是靠嗅探其他植物释放出的化学物质找到寄生对象的。植物界中各种植物之间通过化学物质来进行信息传递的例子不胜枚举，那么除了通过化学物质来传递信息，还有别的方式吗?答案是肯定的。许多科学家认为，植物各器官是通过自身发出的电信号传递信息，进行“ 电话交流 ” 。实际上，早在 1873 年，就有科学家用实验方法检测到捕蝇草体内
6、的电流产生，证实了 “ 植物电 ” 的存在。随后，不少科学家采用一系列物理和化学刺激，在食虫植物、 感震植物、 攀缘植物和非敏感植物中发现了电信号。英国科学家研制出一种植物探测仪， 把这种仪器的一根引线与植物的叶子连接，通过电子翻译器，便可在耳机内清晰地听到植物在“ 说话” 。比如，在光照良好或雨露滋润时，植物发出的 “ 声音” 清脆悦耳；在刮大风或干旱的天气里， 植物则会发出低沉的 “ 叫声” 。电活动是植物体正常生命活动的内在体现。猪笼草的笼中能分泌出种密汁，小昆虫在被引诱飞来吃蜜时，失足便会跌进里面，猪笼草立刻关闭瓶盖，并同时分泌出种消化液， 把昆虫化成肉汁。最早注意到食虫植物的人是达尔
7、文，他通过实验后发现， 这些植物是受含氮化合物刺激的结果，并且认为这类植物体名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 内可能有象动物神经中电脉冲样的信号，由笼内触发毛迅速传递到内部的运动细胞，进而引起运动细胞的迅速反应将昆虫捕获。早在 19世纪中叶 ,原苏联科学家肾列瓦科夫斯基就用实验的方法检测到含羞草、捕蝇草等植物的体内有电流产生,证实了植物电的客观存在。以后,随着研究手段的不断改进和科学技术的飞速发展,进一步明确了植物
8、电活动的规律。杰克逊 博斯通过测定含羞草因刺激产生的动作电位,解开了含羞草的感夜运动之谜。英国伦敦大学的布东 桑德逊在捕蝇草的叶面上记录到了清晰而精确的电脉冲,他认为,正是这种电信号协调了捕蝇草的运动方式.同时,加拿大握太华卡林登大学的雅可布森在刺激捕蝇草时， 发现其刚毛内也具有非常不规则的电干扰。这些感受器电位把机械撞击转换为电信号,再由其激发动作电位。他确信,电活动在感觉和控制捕蝇草运动的过程中起重要作用。日本东京女子大学的乌山教授从细胞学的角度观察测定了植物体内的电变化。她认为,植物体内的细胞犹如一个活电池,当接触植物体非对称的两极时,便产生电位差 ,形成电流。对此,她对合欢树进行植物电
9、测定 ,并认真分析记录了其电位变化,发现合欢树能 “ 感觉” 到打雷、火山活动、地震等前兆的微小刺激 ,出现明显的电位变化和过强的电流,揭示了两者之间的内在联系。由此可见，植物间可以通过电信号来传递信息。研究发现土壤中的菌类也可以帮植物传递信号。其中最典型的就是菌根。菌根是真菌与维管植物根系共生的结合体。在菌根结合体中， 真菌附生在宿主植物的根系上， 既有丛枝菌根真菌等内生菌根真菌，也有附着在根系外部的外生菌根真菌。 对于土壤生态环境和土壤化学环境的建立来说，它们的存在至关重要。菌根与许多种类的植物的根系都能形成共生关系，在已检验过的植物中， 高达 95%的家族拥有菌根共生结合体。中国农业大学
10、的研究人员想知道能在空中传播的化学警报是否也能在地下传播，他们选择了一些在根系间已经形成菌根网络的番茄做实验。他们首先在部分密封的容器里添加致病病菌， 对生长其中的番茄进行侵害， 然后与生长在旁边的对照组进行对比检测， 旨在了解如果阻断了空气中的信息交流，患病番茄能否通过地底下的菌根网络将受到侵害的信息传递给健康的番茄。实验结果证实了研究人员的推测：没有接收到任何空气中传播来的信息名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - -
11、的健康番茄开始产生防御敌害的化学物质，这说明植物之间的确能通过菌根网络来传播警报信号。另有研究发现， 植物能识别自己的同类成员， 它们有时能联合起来为共同利益而工作。例如在蓼属植物原生的环境中， 茂盛的植物群落往往会吸引一大群昆虫前来饱餐一顿。如果蓼属植物是和同胞生长在一起的， 它们就会向同胞发出警报信号，让集体成员共同御敌； 如果它们的身边只有蓝禾草那样的异族，那么它们就会选择将麻烦留给异族邻居， 而自己则集中精力加快生长， 以求在侵害中尽可能地存活下来。这是什么原因呢?是不是依旧是释放化学物质，还是通过电信号，或者是通过菌根？研究发现都不是。 这说明植物间的信息传递有很多方式，不止有以上说
12、的几种方式。2007年，加拿大科学家苏珊 达德利发表了一篇论文，论文讨论了植物识别和照顾近亲缘植物的首个例证。 苏珊的研究对象是美洲海南芥， 这是一种生长在北美五大湖岸边的开花灌木。 实验发现，当海南芥和异族植物被种植在同一个花盆里时，海南芥毫不犹豫地伸展根系，尽可能多地吸收水分和养料；而当海南芥被移栽到近亲植物的花盆里时， 海南芥表现出一种自我抑制阻止自己饥渴的根系与同胞争夺资源； 当海南芥、 异族植物， 以及亲缘植物被栽种在同一个花盆里时，海南芥的根系生长就表现出既不争夺也不自我抑制的一种平和状态。苏珊的实验不仅表明了植物具有亲缘选择的能力，也揭示了它们并非通过释放化学物质到空气中来进行这
13、种识别的。让人意想不到的是， 它们甚至也不是通过菌根网络来进行亲缘识别的。 进一步研究证明， 这些识别信号是以一种分泌液的形式表达出来的，这种分泌液由植物的根系产生，包含苯酚、类黄酮、糖分、有机酸、氨基酸和蛋白质等复杂成分。植物间的信息传递对于科学研究来说有着至关重要的启发作用，尤其是在农业方面。研究植物的相互作用和亲缘选择，不仅增加了人们的植物学知识， 更引起了农学家的注意， 因为这些研究对发展农业来说具有潜在的应用性。一个最明显的应用领域是农作物的间作， 比如将两种或两种以上生长季节相近的农作物间隔种名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
14、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 植，让它们相互帮助，如驱赶害虫、吸引传粉昆虫和促进营养物质的摄取等。例如，豆类能稳固氮元素，帮助邻近农作物的生长。现代关于植物相互作用的知识启发人们去发现更新更微妙的植物之间的关系，来帮助人们克服现代农业单一耕种的主要缺点，因为一种单一的病原体就能毁掉整片基因相似的农作物， 导致农民为了解决问题而大量使用农药。如果一望无际的玉米田或小麦田能被多种互利的农作物间作所取代，呈现出如同热带雨林般各种植物联合御敌的景象，人们也许就能和农药说再见了。此外，科学家还有一个推断： 农
15、田间的水分和肥料并不总能分布均衡，如果能培育或者鼓励农作物间菌根网络的生长，也许就能让农作物自己进行养料分配。科学家建议农民在灌溉和施肥的时候不要过度干扰和破坏纤弱的菌根网络。植物之间的信息交流尽管语言与人类可能不同，但它们之间能够互相联络警告一些迫近的威胁。 还有科学家认为植物是通过一种能量进行交流的。不管是通过高频声音还是通过光或者是通过化学物质，电流等，随着科学技术的不断发展和科学研究的不断深入， 科学家们最终一定会破译植物的语言之谜。然后我们就能够根据植物的需求来培养植物。“ 咚咚咚 ” 的鼓点响起，就像手掌击打在兽皮制成的小鼓上，声音浑浊而低沉。这是植物干涸时发出的声音。 原来树木的
16、木质部和韧皮部的细胞充满了空气，这些空气对植物的新陈代谢具有重要的作用。它们可以产生渗压， 这样树木才能源源不断地通过根部吸收水分。当树木体内的水分不够时，这些细胞开始“ 说话” 甚至“ 唱歌” 。它们发出一种杂音，这种杂音单单靠人耳是无法听到的，所以我们可以利用现代科技来制造一台机器，听植物说话，以此来满足植物的需求，这样就可以更好的培育植物。我相信在不久的将来， 科学家一定可以破解植物信息传递之谜，破解植物之间的特殊“语言”到时候借助于一定的工具，我们可以听得到植物的声音，了解它们的心情与需求， 然后满足他们的需求， 来达到更好的生长， 真正做到人与自然和谐相处的境界，我相信实现这样的愿望离我们不远了。参考文献：1.潍坊教育学院学报1997 年第 01 期2.黑龙江林业2003 年第 10 期名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3.罗千淘大自然探索名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -