“溺爱菟丝子”
《大英百科全书》的Melissa Petruzzello深入研究了寄生植yabo亚博网站首页手机物和菟丝子的一些独特适应性。这是第三期研究植物!播客系列。
主持人:梅丽莎Petruzzello．
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大家好，欢迎来到《植物学》这期节目!我是主持人，梅丽莎·佩特鲁泽罗，《大英百科全书》植物和环境科学编辑。yabo亚博网站首页手机谢谢你的加入。今天我们要讲的是寄生虫。但在你厌恶地结束这一集之前，要知道我们不会讨论动物王国里令人作呕、反胃的寄生虫。啊。不。我可能不会用我们今天的话题来打扰你的内心深处，因为植物，即使是寄生植物，也很少令人恶心。事实上，寄生植物是惊人的!这就是为什么我们要讨论它们。
去年，当我和一个团队徒步旅行时，我想到人们可能并不真正了解寄生植物。当人们发现我是植物学家时，他们会问我一些关于植物的问题，而我在这些方面尽了最大的努力，但尽管我很努力，但我真的不知道每一种植物的一切。所以，当有人问我关于菟丝子的问题时，我很高兴，这种植物我确实知道一点。菟丝子，D-O-D-D-E-R，看起来有点像有人用黄色的傻线缠在其他植物上。它是无叶和藤蔓，和相当精致的外观。在傍晚的阳光下，金色的光芒照亮了它纠缠在一起的头发，它几乎看起来很神奇。所以我回答说，“哦，那是菟丝子。这是一种寄生植物。”这个人很快就吓得往后跳，好像这种植物会伤害他们一样。当然，我很快向他们保证，它不会寄生在人类身上，但我心里有点笑，因为他们担心它会。 And then it got me thinking about how the average person is probably not aware that some plants are parasites on other plants and might not know what I meant when I said “parasitic plant.” So I felt bad for initially thinking their nervous reaction was endearing and kinda funny. And, in an act of contrition and to raise awareness about these botanical oddities, we are going to talk about the wild world of parasitic plants, and touch a bit on dodder, which is particularly incredible.
寄生植物，除了一个可能的例外，都是开花植物(被子植物)，它们已经失去了部分或全部的光合作用能力。光合作用，正如你可能知道的，是植物如何利用太阳光制造食物(这基本上是地球上最酷的生化现象)。话虽如此，对于进化来说，将一些植物从自给自足转变为依赖宿主是一件大事。这真的是一件大事。这是一个奇怪的策略，甚至违反直觉，但它有效!植物的寄生能力已经独立进化了12次。所以这意味着它一次又一次地出现在完全不相关的植物中，在不同的地方，有着不同的生态需求和限制，所有这些都表明，作为一种寄生虫并不是一种糟糕的生存方式。
这些植物有点像吸血鬼，但它们不是用牙齿刺穿颈静脉，而是用一种叫做吸器的微型吸盘附着在寄主植物上。它们渗透到寄主植物的根或茎中，与寄主植物形成维管结合。宿主并没有利用所有的好食物，而是为自己进行光合作用，一些食物被转移到寄生虫身上。现在，一些寄生植物会进行光合作用，它们可能会在寄主植物休眠时进行光合作用，或者补充寄主吸取的营养，但其他的，比如菟丝子，完全依赖于它们的寄主。它们被称为专性寄生虫，它们完全失去了自己制造食物的能力。简而言之，它们是植物学世界的吃白食者。一些专性寄生虫甚至更进一步，完全生活在宿主体内!这些花实际上有点令人毛骨悚然，因为它们只在需要开花的时候才会露面。它们只是从它们居住的植物的茎中开出花朵。Rafflesia是世界上最大的一朵花，实际上是这些内寄生虫的一种，当它不忙于制造它巨大的、发臭的花时，它完全生活在它的宿主——葡萄科的一种藤蔓植物体内。
以上就是对寄生植物的简要概述。这些不寻常的植物有很多很酷的适应性，但今天，我想谈谈菟丝子，这是一种被研究得相当透彻的寄生植物。
多德很迷人，也是我个人的克星。它已经在我的院子里滋生了，几个月来我一直在努力根除它，结果好坏参半。它一直在扩散。菟子寄生虫(有好几个种类)每年也会破坏价值数百万美元的农作物，所以在这场战斗中，我并不孤单。我们集体斗争的部分原因是菟丝子基本上可以闻到它的主人。是的，它们是有嗅觉的植物。微小的菟丝子种子只有有限的食物来支持幼苗，由于菟丝子不能进行光合作用，所以在食物耗尽之前，小植物宝宝找到寄主植物是至关重要的。这通常发生在大约5-10天内，所以小菟丝子芽有大约一周的时间来接触宿主，否则它们就会死亡。那么它是如何做到的呢?研究表明，菟花籽幼苗会探测到空气中挥发性有机化合物来自附近的植物，然后沿着气味向寄主的方向生长。 These little plants even have a host preference and will grow towards the most suitable host and bypass other plants! In an experiment, they planted dodder seeds among wheat and tomato plants. And without fail, the little seed would sprout and the vine would start growing instantly in the direction of the tomatoes and not the wheat, which it won’t attack. Amazing. Once the little parasite reaches its target, the embryonic root from the seed will just rot away and the plant becomes wholly dependent on parasitism. It does all that in a handful of days, under pain of death, just by following its planty nose (it really isn’t a nose, but, you get the idea). They are still researching exactly how all those chemical signals direct the plant’s growth, but it is pretty awesome for something without a brain, right?
dodder使用的另一个阴险的、完全令人震惊的技巧与生物黑客有关。虽然你可能认为寄生植物只是被动地让营养物质流入体内，但事实证明菟丝子实际上是将所谓的microRNAs传递回宿主植物。这些小片段的RNA，遗传物质，只有几个核苷酸长，但它们似乎以一种非常直接的方式调节宿主基因的表达。通常，当植物受伤时，一种类似于凝血的机制会被激活，以帮助伤口愈合。但当寄主植物被菟丝子生物攻击时，这些小microRNAs似乎阻碍了与凝血机制有关的蛋白质的合成，凝血机制允许营养物质继续自由地流入植物体内。事实证明，被干扰的凝血基因在许多植物中都很常见，所以菟丝子能够以这种方式渗透和控制各种寄主。菟丝子是第一种被发现具有这种跨物种基因调节能力的寄生植物，但研究人员怀疑这种天赋也会在其他寄生植物中发现。科学家们希望在未来，他们能够为易受影响的作物植物设计抗性，并真正阻止这种外来microRNA的接管。顺便说一句，我一定要提一下，发现这种惊人生物黑客的研究人员之一，弗吉尼亚理工大学的詹姆斯·韦斯特伍德博士，实际上写了《大英百科》上关于寄生植物的文章，所以如果你想了解更多关于它们的知识，一定要去看看。yabo亚博网站首页手机
尽管我认为菟丝子是一种威胁(它确实是)，但也应该指出，寄生植物和所有植物一样，在生态系统中都是重要的角色。许多，如槲寄生，为鸟类和其他动物提供果实。另一些则提供栖息地，或者它们的花朵是授粉者重要的花蜜来源。许多确实是人类农业的害虫，还有一些，包括菟花籽，是入侵物种，在它们的原生地之外(比如我草坪上的那只)。但是，尽管我们通常不喜欢考虑寄生虫，一种植物渗透并以另一种植物为食的能力是相当了不起的。从自给自足的光合作用植物到需要寄主的物种的转变在进化上是有风险的，但它显然为整个植物王国的寄生植物带来了回报。这是非常惊人的。所以下次你在大自然里的时候，记得留意它们，你永远不知道你会看到什么。现在你可以自信地，不用内心判断，告诉别人寄生植物不吃人，你甚至可以分享一些关于它们的植物学天赋。
《大英百yabo亚博网站首页手机科全书》植物学播客系列，我是梅丽莎·佩特鲁泽罗。非常感谢收听第三集，溺爱Dodder，由Kurt Heintz制作。下次见，保持好奇心!
去年，当我和一个团队徒步旅行时，我想到人们可能并不真正了解寄生植物。当人们发现我是植物学家时，他们会问我一些关于植物的问题，而我在这些方面尽了最大的努力，但尽管我很努力，但我真的不知道每一种植物的一切。所以，当有人问我关于菟丝子的问题时，我很高兴，这种植物我确实知道一点。菟丝子，D-O-D-D-E-R，看起来有点像有人用黄色的傻线缠在其他植物上。它是无叶和藤蔓，和相当精致的外观。在傍晚的阳光下，金色的光芒照亮了它纠缠在一起的头发，它几乎看起来很神奇。所以我回答说，“哦，那是菟丝子。这是一种寄生植物。”这个人很快就吓得往后跳，好像这种植物会伤害他们一样。当然，我很快向他们保证，它不会寄生在人类身上，但我心里有点笑，因为他们担心它会。 And then it got me thinking about how the average person is probably not aware that some plants are parasites on other plants and might not know what I meant when I said “parasitic plant.” So I felt bad for initially thinking their nervous reaction was endearing and kinda funny. And, in an act of contrition and to raise awareness about these botanical oddities, we are going to talk about the wild world of parasitic plants, and touch a bit on dodder, which is particularly incredible.
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dodder使用的另一个阴险的、完全令人震惊的技巧与生物黑客有关。虽然你可能认为寄生植物只是被动地让营养物质流入体内，但事实证明菟丝子实际上是将所谓的microRNAs传递回宿主植物。这些小片段的RNA，遗传物质，只有几个核苷酸长，但它们似乎以一种非常直接的方式调节宿主基因的表达。通常，当植物受伤时，一种类似于凝血的机制会被激活，以帮助伤口愈合。但当寄主植物被菟丝子生物攻击时，这些小microRNAs似乎阻碍了与凝血机制有关的蛋白质的合成，凝血机制允许营养物质继续自由地流入植物体内。事实证明，被干扰的凝血基因在许多植物中都很常见，所以菟丝子能够以这种方式渗透和控制各种寄主。菟丝子是第一种被发现具有这种跨物种基因调节能力的寄生植物，但研究人员怀疑这种天赋也会在其他寄生植物中发现。科学家们希望在未来，他们能够为易受影响的作物植物设计抗性，并真正阻止这种外来microRNA的接管。顺便说一句，我一定要提一下，发现这种惊人生物黑客的研究人员之一，弗吉尼亚理工大学的詹姆斯·韦斯特伍德博士，实际上写了《大英百科》上关于寄生植物的文章，所以如果你想了解更多关于它们的知识，一定要去看看。yabo亚博网站首页手机
尽管我认为菟丝子是一种威胁(它确实是)，但也应该指出，寄生植物和所有植物一样，在生态系统中都是重要的角色。许多，如槲寄生，为鸟类和其他动物提供果实。另一些则提供栖息地，或者它们的花朵是授粉者重要的花蜜来源。许多确实是人类农业的害虫，还有一些，包括菟花籽，是入侵物种，在它们的原生地之外(比如我草坪上的那只)。但是，尽管我们通常不喜欢考虑寄生虫，一种植物渗透并以另一种植物为食的能力是相当了不起的。从自给自足的光合作用植物到需要寄主的物种的转变在进化上是有风险的，但它显然为整个植物王国的寄生植物带来了回报。这是非常惊人的。所以下次你在大自然里的时候，记得留意它们，你永远不知道你会看到什么。现在你可以自信地，不用内心判断，告诉别人寄生植物不吃人，你甚至可以分享一些关于它们的植物学天赋。
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