小時(shí)候大概都有在樹叢中玩耍的經(jīng)歷,細(xì)心的話可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些植株的葉子或者根莖上長(zhǎng)著許多像腫瘤一樣的小突起。
這些突起或密集或零散,或與植物本身顏色相近,或有著迥然不同的色彩。
密集恐懼癥患者的童年陰影恐怕來源于此。
如果有好奇并且勇敢的朋友切開這樣的突起,會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)里面暗藏的一個(gè)小世界。
這種看起來有點(diǎn)惡心,卻又引發(fā)人們強(qiáng)烈獵奇心理的小突起叫做蟲癭(yǐng)。
蟲癭經(jīng)常被戲稱為寄生生物在植物上建造的“房子”。
實(shí)際上它是植物組織在遭受到生物釋放的刺激之后,組織細(xì)胞加速分裂或異常分化所形成的畸形瘤化物或突起。
寄生生物這樣做的目的就是為了把自己或者自己的蟲卵包裹在蟲癭中,形成保護(hù),也便于取食。
蟲癭可能發(fā)生在各種植物上,通常是真菌、細(xì)菌和昆蟲等寄生生物在植物上寄生產(chǎn)生。
嚴(yán)格來說寄生生物形成的癭瘤只能稱為“癭”,昆蟲產(chǎn)生的才稱為“蟲癭”。
但由于現(xiàn)實(shí)中植物上的癭瘤大部分都是由昆蟲造成,所以“蟲癭”也成了廣義上的稱呼。
下文也主要以昆蟲作為致癭生物來扒一扒寄生蟲與蟲癭之間非比尋常的關(guān)系。
寄生蟲與寄主植物之間仿佛有一種曖昧的關(guān)系,寄生蟲一生的意義在于找到合適的寄主安享“蟲”生。
因此它們?cè)趯ふ医ǚ孔拥倪x址上既講究,又專一。
樹葉、樹皮、樹干和樹根營(yíng)養(yǎng)成分比較豐富,受到寄生蟲們的青睞,因而成了昆蟲界的“北上廣深”。
雖然自然界中植物種類很多,每株植物上的部位也各具特色,但造癭昆蟲通常只在一種植物、一種組織上造癭。
樹木“建筑師”致癭生物在建造“房子”的時(shí)候有一套獨(dú)特的方法。
但目前對(duì)于蟲癭的形成原因研究仍不十分清楚,只能從了解到的部分現(xiàn)象推論出假說。
它們?cè)诋a(chǎn)卵或取食的過程中會(huì)對(duì)樹木的特定部位形成某種機(jī)械刺激或者產(chǎn)生化學(xué)分泌物。
有些分泌物中含有的甲酸和某種氨基酸,這些物質(zhì)可能會(huì)使植物體內(nèi)局部的生長(zhǎng)激素增多,從而使細(xì)胞的數(shù)量增加,局部生長(zhǎng)加快,最終產(chǎn)生癌腫。
這時(shí)房子的建造也就竣工了,說不定寄生蟲們也會(huì)吃個(gè)入伙飯來慶祝一下。
但并不是每個(gè)寄生蟲都是天才建筑師,能打造完美的蟲癭。比如雌性癭蜂把卵產(chǎn)入寄主植物組織后就不能形成蟲癭,只有當(dāng)幼蟲開始孵化后蟲癭才開始發(fā)育。
所以本質(zhì)上蟲癭應(yīng)該是植物對(duì)幼蟲分泌物的一種反應(yīng)所形成。
由此也可以看出蟲癭的真正形成者其實(shí)是植物本身。
有人做過觀察實(shí)驗(yàn),當(dāng)蟲癭發(fā)育開始時(shí),即使致癭生物離開了蟲癭或被天敵捕殺,蟲癭的形成也不會(huì)受到影響。
這相當(dāng)于致癭生物交出設(shè)計(jì)圖紙,余下的建筑工作就完全交給寄主植物包工頭來完成,后續(xù)工作也與設(shè)計(jì)師沒什么關(guān)系了。
蟲癭組織的營(yíng)養(yǎng)度常高于寄主植物的其他非蟲癭組織部位。
也許是寄生蟲采取強(qiáng)硬手段將寄主植物的營(yíng)養(yǎng)成分轉(zhuǎn)移,也可能是寄主植物心甘情愿對(duì)它的寄生者的關(guān)照。
這也難怪寄生蟲在找到寄主把“房子”建成后就宅在家里不出門,安心在庇護(hù)下繁殖撫育幼蟲。
多數(shù)的致癭生物幼蟲都是在蟲癭的安全保護(hù)下度過愉快的童年時(shí)光。
這些幼蟲在蟲癭中汲取植物營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)又躲避了外界天敵的捕食、殺蟲劑的毒害和惡劣氣候的不良影響等危害。
當(dāng)昆蟲完成發(fā)育后則穿破癭壁而出,到野外環(huán)境生存,或者去打造更大的蟲癭。
作為被寄生而畸形化的組織,蟲癭不僅是單方面地膨大增生,在其內(nèi)部還具備完整的分化結(jié)構(gòu),非常迷人。
研究發(fā)現(xiàn)蟲癭的形態(tài)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)取決于寄主植物和致癭昆蟲。不同的寄生蟲在不同的植物部位構(gòu)建的蟲癭結(jié)構(gòu)和形態(tài)各有差異。
以膜翅目蜂形成的蟲癭為例,它形成的蟲癭簡(jiǎn)單劃分為表皮層、保護(hù)層、營(yíng)養(yǎng)層和蟲室(活動(dòng)區(qū))4個(gè)部分。
大多數(shù)蟲癭結(jié)構(gòu)圖
按照字面意思也較容易能理解各個(gè)部分的作用和含義。
其中營(yíng)養(yǎng)層蘊(yùn)含豐富的有機(jī)和無機(jī)營(yíng)養(yǎng),細(xì)胞中含有各種酶的含量均比正常植物細(xì)胞高。
而且該層細(xì)胞間隙較小,細(xì)胞壁較薄,角質(zhì)層不發(fā)達(dá),也就更便于內(nèi)層寄生蟲對(duì)寄主能量的攝取。
所以生活在最內(nèi)層的寄生蟲主要就以這層既容易進(jìn)食,又美味的特殊細(xì)胞為食。
蟲癭雖小,“五臟”俱全
根據(jù)蟲癭形態(tài)結(jié)構(gòu)的差異,林業(yè)研究者們也可以通過寄主植物以及蟲癭的顏色、形狀、結(jié)構(gòu)判斷出致癭生物的種類。
例如梨款冬圓尾蚜在梨樹葉上形成的蟲癭呈扇形或畸形,葉脈變紅;杏園尾蚜在杏樹葉片上則形成紅色的肥厚狀蟲癭。
通過探尋清楚致癭生物的底細(xì),人們?cè)谥参镌苑N、果實(shí)培育等農(nóng)業(yè)研究上也有了更積極的自主權(quán)。
正常的身體無故多長(zhǎng)了一個(gè)或幾個(gè)腫瘤終究是對(duì)身體有影響的。
長(zhǎng)了蟲癭的寄主植物也不例外。
蟲癭組織部位的細(xì)胞異常生長(zhǎng),剝奪了其他生長(zhǎng)部位應(yīng)有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),從而阻礙寄主植物生長(zhǎng)。
同時(shí)對(duì)植物的正常生理活動(dòng),如光合作用等有一定程度的損傷和破壞。
我國廣西南寧地區(qū)的芒果產(chǎn)地就每年都遭受葉癭蚊的侵害。
葉癭蚊常在芒果樹的嫩葉片上造癭吸食汁液,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使葉片枯萎脫落,植物因而生長(zhǎng)不良。
不加以防范的話,危害高峰期甚至?xí)_(dá)到100%的破壞率。
本該到我們嘴里的香甜多汁的芒果慘遭毒害,想想還有些可惜和生氣。
以相似原理殘害棗屬植物的棗癭蚊
更有甚者,蟲癭的形成還會(huì)導(dǎo)致植物的酚類物質(zhì)、黃酮含量的增加和苯丙氨酸解氨酶活性的提高。
這一類物質(zhì)改變將毀壞木本植物的芽,從而導(dǎo)致開花結(jié)實(shí)受到影響,果實(shí)生產(chǎn)因此造成嚴(yán)重的損失。
在我國山東、遼寧等地種植葡萄上的葡萄根瘤蚜就一度繁殖成害。
它們主要在葡萄根部形成蟲癭,表現(xiàn)在須根上為一連串的小根瘤,長(zhǎng)大成癭瘤后就變色、腐爛。
這嚴(yán)重影響葡萄對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收,導(dǎo)致果實(shí)結(jié)實(shí)率低下,甚至破壞根系組織而致使整株植物枯死。
否則,我們每年也許就能多享用幾瓶香醇的葡萄酒了。
葡萄根瘤蚜各時(shí)期發(fā)展形態(tài)
但是損害植物生長(zhǎng)的蟲癭也并非一無是處。
由于植物體內(nèi)所含的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、微量元素和單寧酸等化學(xué)物質(zhì)多聚集在蟲癭部位,早在公元前人們就開始采摘蟲癭并加以利用。
在東歐和小亞細(xì)亞一帶,人們很早就利用黃蜂在橡樹上產(chǎn)生的蟲癭做補(bǔ)品、止血藥和某些毒藥的解毒劑。
單寧酸化學(xué)結(jié)構(gòu)式
除此之外,一些蚜蟲形成的蟲癭內(nèi)含可溶性的鞣酸(單寧酸),可被提取出來供燃料、制革、化工、中藥等用途。
西方早期使用的傳統(tǒng)藍(lán)黑墨水就是提取橡樹中橡木蟲癭中的鞣酸與鐵鹽合成鞣酸亞鐵制備而來。
這種基本配方制造的墨水穩(wěn)定性很強(qiáng),但顏色有限,而后沿用了幾個(gè)世紀(jì)之久。
其中大家最耳熟能詳?shù)南x癭應(yīng)該是五倍子了。
在中醫(yī)上,五倍子具有斂肺降火、澀腸止瀉、止血等功效,因此常用于解決肺虛久咳、外傷出血等問題。
我國利用五倍子做中藥藥材的歷史最早在古書《山海經(jīng)》中有所記載,距今已有2000多年。
目前從五倍子中提煉出來的單寧酸及其再加工產(chǎn)品已經(jīng)用于合成了30多種藥物。
五倍子
藥材中的產(chǎn)量較大的五倍子主要由癭綿蚜科昆蟲在寄主漆樹科植物的小葉上吸食形成。
單寧酸是一種收斂劑,可以沉淀蛋白質(zhì)使皮膚組織皺縮,有消炎除腫的作用。
它對(duì)蛇毒蛋白等一類毒素蛋白的活性有很強(qiáng)的抑制作用,因此常用于解除毒素。
制成中藥藥材的五倍子
同時(shí),細(xì)菌傳播過程中產(chǎn)生的一系列酶蛋白也在它的射程范圍內(nèi)。
如RG單寧酸就常與其他抗菌藥物聯(lián)合使用,說不上殺傷無敵,但也確實(shí)是一把強(qiáng)有力的殺傷性武器。
人們主要利用的是這種蟲癭中含量高達(dá)50%-70%的可溶性單寧酸制備藥物,具有很強(qiáng)的實(shí)用性能。
在樹上未采摘的五倍子
青春期的少男少女常面臨青春痘的煩惱,這是毛發(fā)和皮脂腺堆積了過多的油脂等分泌物引起的。
利用單寧酸收斂劑的作用,一些祛痘護(hù)膚品的成分表中也會(huì)出現(xiàn)它的大名。
盡管單寧酸對(duì)祛痘有一定的功效,但它本身具有一定程度的腐蝕性,長(zhǎng)期用于臉部或體內(nèi)難免會(huì)引發(fā)一些不可預(yù)知的副作用。
蟲癭既是農(nóng)業(yè)中的有害成分,同時(shí)又是一種潛在的生物資源。
它不僅是寄生蟲與植物之間的關(guān)系,在廣泛的生物界里,人類賦予了它自身存在的價(jià)值。
在未來發(fā)展的方向上,了解蟲癭的形成原因?qū)⒂兄跍p少它對(duì)植物體的危害,并有可能通過人工培育產(chǎn)生蟲癭中可利用的物質(zhì),挖掘其潛在的經(jīng)濟(jì)效益。
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