日本鸣门教育大学等组成的研究团队发现，被子植物匙叶茅膏菜（Drosera spatulata）若有过叶片被昆虫啃食的经历，之后便会提高花朵遭受攻击时的防御反应。这一发现表明即便没有大脑的植物，也能够“记忆”过往的食害经历并调节防御强度。
用镊子刺激花下方的“萼筒”，匙叶茅膏菜的花朵便会缓缓闭合（供图：鸣门教育大学田川一希副教授）
匙叶茅膏菜并非苔藓植物，而是茅膏菜属的被子植物。它的粉色花朵单次开放时间大约半天，雄蕊花粉沾到雌蕊顶端便可形成种子。尽管它是依靠匙形叶片上红毛分泌的黏液捕捉昆虫的食虫植物，但叶片与花朵仍会被名为“茅膏菜羽蛾（Buckleria paludum）”的蛾类幼虫啃食。
匙叶茅膏菜。尽管它是依靠匙形叶片上红毛的黏液捕捉昆虫的食虫植物，但仍会遭受茅膏菜羽蛾幼虫的食害（供图：鸣门教育大学田川一希副教授）
2018年，鸣门教育大学副教授田川一希（进化生态学）发现了对茅膏菜属植物花下方施加刺激后，花会在约2～10分钟内闭合的现象。花朵闭合可避免内部形成种子的“胚珠”部分被茅膏菜羽蛾幼虫啃食。
但是，如果植株对风雨、无害生物带来的刺激也频繁做出强烈的闭合反应，就会失去可带来遗传多样性的异花授粉机会，最终不得不通过自花授粉形成种子。田川副教授等人由此提出设想：有过叶片食害经历的匙叶茅膏菜或许是基于食害“记忆”，让花朵对刺激产生更强的闭合反应。
花朵因附近刺激而闭合，有助于在茅膏菜羽蛾幼虫靠近时保护花朵内部形成种子的胚珠部分（供图：鸣门教育大学田川一希副教授）
田川副教授等人以开花前1天的室内栽培匙叶茅膏菜为材料开展实验。研究人员准备了两组植株：通过切除叶片模拟食害的15株（食害经历株），以及未做任何处理的17株（对照株）。为模拟茅膏菜羽蛾幼虫沿茎爬向花朵的行为，研究人员用镊子轻夹花下方的“萼筒”部位，每秒1次，共施加10次刺激。15分钟后测量花朵闭合程度，发现食害经历株的花朵闭合角度要小于对照株（闭合程度更高）。
此外，研究团队还探究了不同时间施加刺激的反应差异，结果显示，对照株在刚开花的清晨闭合反应较弱，时间越晚，闭合强度逐渐升高；与之相对，食害经历株对刺激始终表现出强烈的闭合反应。
调查刺激花下方15分钟后的状态，“叶片食害经历株”比“对照株”的花朵闭合程度更高（供图：鸣门教育大学田川一希副教授）
上述成果说明植物能够依据部分器官的食害经历，调节其他器官的防御强度。田川副教授表示：“未来我们希望阐明何种化学物质参与其中等分子机制，并通过种间比较揭示其进化背景。”
本次研究由鸣门教育大学与兵库县立人与自然博物馆、爱知教育大学合作推进，相关研究成果已于7月2日发表于国际学术期刊《Ethology》网络版。
原文：JST Science Portal 编辑部
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Ethology
论文：Leaves Alert Flowers: Prior Leaf Herbivory Enhances Contact-Induced Defensive Floral Closure in Drosera spatulata (Droseraceae)
DOI：doi.org/10.1111/eth.70093
