植物与植物相互作用之寄生

创作时间:

作者:

@小白创作中心

植物与植物相互作用之寄生

引用

科学网

https://wap.sciencenet.cn/blog-58626-1455261.html?mobile=1

绿色植物是地球生态系统中最重要的生产者，它们通过光合作用将水和二氧化碳转化为葡萄糖，并释放氧气，为消费者和分解者的生存提供能量。然而，有一些植物却背离了这种生产者的角色，转而以吸取其他植物的营养为生，这些植物被称为寄生植物。

寄生植物的多样性

寄生植物在被子植物中就有4000~5000种，如桑寄生科、列当科、锁阳科等全科都是寄生植物。根据寄生植物的生长方式、营养方式和食性，可以将其分为内寄生（根寄生）和外寄生（茎寄生）、全寄生和半寄生、专性寄生和兼性寄生。其中，根寄生植物如鞭寄生亚科、大花草科、锁阳科、列当科、帽蕊草科、沙菰科的植物，通常通过茎寄生在寄主植物的根上，平时潜伏在地下，开花时才冒出地表。

图1 附生在其它乔木上的杜鹃花

吸器：寄生植物的特有器官

寄生植物特有的吸器是其区别于附生植物的关键特征。吸器能够穿透寄主植物的表皮及皮层组织，最终与寄主维管束融合，实现寄生植物与寄主二者的维管束相连接，这样寄生植物就可以吸取寄主体内的水分和营养物质。

图7 菟丝子吸器示意图

典型案例：菟丝子

菟丝子是旋花科的一员，该科还包括牵牛花、打碗花和红薯等。菟丝子属成员全部是寄生植物，主要通过化学信号寻找寄主，可以“闻到”周围植物释放的化学信号。它不挑食，乔灌草来者不拒，大约有100多种寄主，分布于多个科，如豆科、菊科、禾本科、茄科、蓼科等植物，全球最具破坏性的寄生植物之一非“浪得虚名”。

图6 被菟丝子寄生后生长不良的寄主

寄主植物的免疫反应

面对寄生植物的入侵，寄主植物进化出了相应的免疫系统。植物的先天免疫系统主要分为两种：一种是触发的免疫（PTI），另一种是效应子触发的免疫（ETI）。研究表明，寄主植物对寄生植物的免疫反应与对微生物病原体的免疫反应有相似之处。

演化猜想

关于寄生植物的演化，科学家们提出了一个基本过程：基于一些基因突变，使的它们的缠绕茎先获得了可以分泌黏液的器官，后来该器官分泌黏液同时也可以分泌消化酶，再后来消化酶的量可以穿透植物表皮和皮层组织直抵维管束；再再后来菟丝子的维管束与寄主植物的维管束间建立了连接，可以吸取寄主体内的水分和营养物质；再再再后来菟丝子完全脱去绿装，丢弃根和叶，完全靠吸取寄主体内水分和营养物质生活。