烟草遭到毛虫的轮番猛攻时会改变一天中的开花时间

清晨一蜂鸟在吸食Nicotiana attenuata花

烟草植物（Nicotiana attenuata）与每晚光顾其花朵的天蛾有着一种爱恨交加的关系。这种蛾子为植物授粉，但同时也会产下自己的卵——这些卵最终会孵化出饥饿无比的毛虫。如今，生态学家发现，当一株烟草遭到毛虫的轮番猛攻时，它便会改变一天中的开花时间。这一变化使它对蜂鸟产生了更大的吸引力，而后者则是一个不以叶片为食的良性授粉者。

生态学家Kessler在2008年注意到了烟草植物这种花期的变化。Kessler任职于德国耶拿的马普学会化学生态研究所，但却在美国犹他州从事野外研究，那里生长着一种烟草的亲缘植物。当年夏季，他正试图为一项即将发表在《科学》杂志上的研究拍摄一张授粉植物的照片—— 一张好得足以做杂志封面的照片。“我注意到这些花儿在早上看起来真的很不同”，并且这种花在当地有很多。Nicotiana attenuata通常在黄昏时开花，并且一直绽放到夜里9点或第二天早晨，但是这些烟草却在早上开出了新的花朵。Kessler的同事、来自同一研究所的Ian Baldwin表示：“这绝不仅仅是巧合。”被Kessler所拍摄的植物同样滋生了大批的毛虫。因此他和Baldwin以及同事开始研究，这种花期上的变化是否是一种对毛虫侵蚀的响应。他将毛虫放到那些未被攻击的植物上，8天后他发现，其中35%的花儿都是在上午开放的——与此相比，未遭毛虫侵袭的植物的开花率为11%。当Kessler在植物的叶片上划出伤口，并在上面涂抹毛虫的分泌物后，植物亦作出了相同的反应。

研究小组同时对早上开放的花进行了研究，并发现它们更有可能吸引蜂鸟的到来：这些花只释放出较少的吸引天蛾的化学物质；它们的花蜜中只有很少的糖分，而这正是蜂鸟最喜爱的；并且它们管状的外形更加适合于蜂鸟长而细的喙。研究人员2010年1月在《现代生物学》网络版上报告了这一研究成果。

Baldwin表示：“这说明这些植物对于这些特殊毛虫的攻击有着高度的警觉。它们改变了自己运行机制中很大的一部分。”这一响应充实了植物对付食草动物的一整套反制措施，包括产生毒素以及向根系输送糖分而不再生成新的叶片。并未参与此项研究的位于Hickory Corners的美国密歇根州立大学凯洛格生物学站的生态遗传学家Jeffrey Conner强调，花的形状和花期通常被认为是由遗传学因素决定的。他说，实际上，这一发现表明，植物能够根据环境条件游刃有余地调控它们的花朵。

瑞士Neuchel大学的生态学家Ted Turlings认为这项研究“非常出色”。但是他指出还有一处纰漏：这项工作并没有证明改为早上开花实际上减少了食草动物的数量。Kessler解释说，他之所以没有证明这一点是缘于其进行试验的2009年恰好是天蛾较少的一年；他希望能够重复这一试验。

Baldwin认为，在应用方面，该发现表明，对于如何应对农业害虫，我们应该拓宽思路。他说：“人们通常在对遭受侵袭的农作物的处理上采用了一种相当愚蠢的方式——喷洒一种农药，杀死害虫。”而这项研究表明，或许还有另一种解决问题的办法，例如，减少植物对寄生者妈妈的吸引力。

EurekAlert!