科学探索|植物晚上在干啥?吐水给敌人的敌人“屯粮”

你有没有注意过这样的现象:一些植物的叶片顶尖或边缘总是挂满亮晶晶水珠 。比如这样,或是这样,可能很多人都以为这是露珠 。然而,这并不是 。露珠一般会铺满叶面,在叶片表面形成一层水膜,水珠排列没有规律 。但这些水珠会整整齐齐地排列在叶片边缘 。这种奇妙的现象,叫吐水(Guttation),往往发生在植物的生长期 。
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 叶片上面的露珠

Part.1植物吐水现象并不罕见
三百多年前就有人观察到了植物吐水的现象,不过当时的人们只是把它当成一种偶然现象 。随着在越来越多的植物(尤其是草本植物)中都发现了吐水现象,植物吐水已被如今的学界认定为普遍现象,从而也正式拥有了名字 。
植物的吐水现象其实并不罕见,水稻、小麦、大麦、甘蔗等许多常见的植物,在生长季都有吐水现象 。不同于植物的伤流或者泌胶现象,吐水并不是植物受伤后分泌液体,而是自然形成的、为了保持体内水分平衡的措施 。在夏季,植物快速生长、代谢旺盛,吐水更是频繁 。
吐水现象一般在夜晚发生,因为在夜晚,植物根部仍然在源源不断吸收土里的水分与无机盐,但植物蒸腾作用变弱,就只能通过叶子边缘的微小水孔排出多余的水分,形成叶片边缘挂满亮晶晶水珠的现象 。
绝大多数吐出的水都会排列在叶片的边缘,这是因为叶片的边缘有特化的排水组织,称为排水器(hydathodes),由特化的气孔形成排水孔向叶片外排水,它们紧连着一个空腔来储存水分,水分则来源于与叶子内维管组织相连的通水组织 。
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植物叶片排水器结构

Part.2 植物“吐”的水能养活一群昆虫
一般而言,植物“吐水”能够排出夜晚根部吸收的多余水分,对维持植物叶片与体内的水分平衡有着重要的作用 。
不仅如此,在后续的研究发现,叶片的排水器和维管组织是连在一起的 。研究人员猜测,“吐”出的水中可能还含有维管运输的其它物质,比如矿物质、糖、蛋白质等 。科学家也早已发现,有许多昆虫会吸食植物吐水形成的小水珠,但最初只是认为这些昆虫单纯在补充水分 。
而“植物吐水含有大量营养”结论的突破口来自于蓝莓 。科学家发现蓝莓不仅吐水量惊人,而且吐的水十分受昆虫的欢迎 。
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 蓝莓的吐水现象,以及吃水的各种昆虫

这说明,植物吐水可能并不仅仅只是昆虫的水源,还有可能是昆虫们重要的食物来源 。
为了验证这个结论,科学家采集了蓝莓吐的水,同时收集了经常采集蓝莓吐出的水的三种昆虫:包括一种果蝇(Drosophila suzukii),属于草食昆虫,一种寄生蜂(Aphidius ervi),是寄生性昆虫和一种草蛉(Chrysoperla rufilabris),是捕食性昆虫,它们代表着三个不同的营养级 。
接下来,科学家用收集的蓝莓植物“吐”的水、纯水、糖水、纯蛋白与糖水蛋白混合液去喂养这三种昆虫 。
结果发现,只喝纯水的昆虫不能存活下来,喝蓝莓植物“吐”的水的昆虫、喝糖水的昆虫以及喝混合液体的昆虫都能好好地存活下来 。喝蓝莓植物“吐”的水的昆虫寿命甚至比肩拿糖水喂养的虫虫们 。