出品：科普中國

　　製作：廖鑫鳳

　　監製：中國科學院計算機網絡信息中心

　　你有沒有注意過這樣的現象：一些植物的葉片頂尖或邊緣總是掛滿亮晶晶水珠。

　　比如這樣，

　　（圖片來源：維基百科）

　　或是這樣，

　　（圖片來源：pinterest）

　　可能很多人都以為(wei) 這是露珠。然而，這並不是。露珠一般會(hui) 鋪滿葉麵，在葉片表麵形成一層水膜，水珠排列沒有規律。但這些水珠會(hui) 整整齊齊地排列在葉片邊緣。這種奇妙的現象，叫吐水（Guttation），往往發生在植物的生長期。

　　葉片上麵的露珠 （圖片來源：pinterest）

　　植物吐水現象並不罕見

　　三百多年前就有人觀察到了植物吐水的現象，不過當時的人們(men) 隻是把它當成一種偶然現象。隨著在越來越多的植物（尤其是草本植物）中都發現了吐水現象，植物吐水已被如今的學界認定為(wei) 普遍現象，從(cong) 而也正式擁有了名字。

　　植物的吐水現象其實並不罕見，水稻、小麥、大麥、甘蔗等許多常見的植物，在生長季都有吐水現象。不同於(yu) 植物的傷(shang) 流或者泌膠現象，吐水並不是植物受傷(shang) 後分泌液體(ti) ，而是自然形成的、為(wei) 了保持體(ti) 內(nei) 水分平衡的措施。在夏季，植物快速生長、代謝旺盛，吐水更是頻繁。

　　吐水現象一般在夜晚發生，因為(wei) 在夜晚，植物根部仍然在源源不斷吸收土裏的水分與(yu) 無機鹽，但植物蒸騰作用變弱，就隻能通過葉子邊緣的微小水孔排出多餘(yu) 的水分，形成葉片邊緣掛滿亮晶晶水珠的現象。

　　絕大多數吐出的水都會(hui) 排列在葉片的邊緣，這是因為(wei) 葉片的邊緣有特化的排水組織，稱為(wei) 排水器(hydathodes)，由特化的氣孔形成排水孔向葉片外排水，它們(men) 緊連著一個(ge) 空腔來儲(chu) 存水分，水分則來源於(yu) 與(yu) 葉子內(nei) 維管組織相連的通水組織。

　　植物葉片排水器結構 （圖片來源：參考文獻1）

　　植物“吐”的水能養(yang) 活一群昆蟲

　　一般而言，植物“吐水”能夠排出夜晚根部吸收的多餘(yu) 水分，對維持植物葉片與(yu) 體(ti) 內(nei) 的水分平衡有著重要的作用。

　　不僅(jin) 如此，在後續的研究發現，葉片的排水器和維管組織是連在一起的。研究人員猜測，“吐”出的水中可能還含有維管運輸的其它物質，比如礦物質、糖、蛋白質等。科學家也早已發現，有許多昆蟲會(hui) 吸食植物吐水形成的小水珠，但最初隻是認為(wei) 這些昆蟲單純在補充水分。

　　而“植物吐水含有大量營養(yang) ”結論的突破口來自於(yu) 藍莓。科學家發現藍莓不僅(jin) 吐水量驚人，而且吐的水十分受昆蟲的歡迎。

　　藍莓的吐水現象，以及吃水的各種昆蟲 （圖片來源：參考文獻2）

　　這說明，植物吐水可能並不僅(jin) 僅(jin) 隻是昆蟲的水源，還有可能是昆蟲們(men) 重要的食物來源。

　　為(wei) 了驗證這個(ge) 結論，科學家采集了藍莓吐的水，同時收集了經常采集藍莓吐出的水的三種昆蟲：包括一種果蠅（Drosophila suzukii），屬於(yu) 草食昆蟲，一種寄生蜂（Aphidius ervi），是寄生性昆蟲和一種草蛉（Chrysoperla rufilabris），是捕食性昆蟲，它們(men) 代表著三個(ge) 不同的營養(yang) 級。

　　接下來，科學家用收集的藍莓植物“吐”的水、純水、糖水、純蛋白與(yu) 糖水蛋白混合液去喂養(yang) 這三種昆蟲。

　　結果發現，隻喝純水的昆蟲不能存活下來，喝藍莓植物“吐”的水的昆蟲、喝糖水的昆蟲以及喝混合液體(ti) 的昆蟲都能好好地存活下來。喝藍莓植物“吐”的水的昆蟲壽命甚至比肩拿糖水喂養(yang) 的蟲蟲們(men) 。

　　喂養(yang) 不同營養(yang) 液後三種不同昆蟲的壽命，綠線表示喂養(yang) 藍莓的吐水液

　　（圖片來源：參考文獻2）

　　不僅(jin) 如此，科研人員還將喂養(yang) 不同營養(yang) 液的昆蟲雌蟲進行交配，讓其受精後產(chan) 卵，查看它們(men) 的產(chan) 卵量是否會(hui) 受到影響。結果表明，喝植物吐水的昆蟲並沒有受到影響，藍莓植物吐水堪稱“天然營養(yang) 液”了。

　　通過測量，科學家也發現，藍莓吐的水中糖與(yu) 蛋白的含量都很高，分別達到1.5克每毫升和4.3克每毫升。花蜜中糖的含量約為(wei) 0.4克每毫升，藍莓植物“吐”的水比花蜜含糖量還要高三倍。（這麽(me) 有營養(yang) ，筆者都有喝藍莓“吐”的水的衝(chong) 動了）。

　　因此，對於(yu) 采食藍莓吐水的昆蟲來說，它是一種十分好的營養(yang) 來源。這可能是除花粉，花蜜、蜜露之外，植物生產(chan) 的第四大類營養(yang) 物質。此外讓植物吐水更勝一籌的，是它產(chan) 生的量、持續的時間比其它三者都要長。

　　植物吐水含有豐(feng) 富營養(yang) 物質，難道隻是為(wei) 了養(yang) 活昆蟲？按照自然界的規律，事情肯定沒有那麽(me) 簡單。

　　植物的智慧：養(yang) 天敵的天敵來保護自己

　　藍莓“吐”這麽(me) 多水，還是一種開放資源，似乎昆蟲隻要捷足先登，就都能吃上一口。那麽(me) ，這種吐水現象會(hui) 不會(hui) 吸引大量的草食昆蟲，不僅(jin) 把“吐”出的水喝了，還會(hui) 把植物葉子給吃光呢？

　　科學家在野外實驗中統計調查了藍莓吐水吸引到的昆蟲群落。在野外，有大量的昆蟲去取食藍莓吐的水，與(yu) 人工去除吐水的藍莓植株相比，吐水植株明顯吸引了更多的寄生蜂類、捕食性的昆蟲如草蛉等，但吸引的草食性昆蟲數量卻減少了很多。也就說，藍莓通過“吐”出的水，吸引了更多自己天敵的天敵，從(cong) 而能更好地保護自己。

　　與(yu) 對照組相比，吐水的藍莓植物吸引了更多捕食性昆蟲和寄生昆蟲，吸引的草食性昆蟲量減少

　　(圖片來源：參考文獻2)

　　更有趣的是，吐水的植株上，蚊子的數量明顯下降了。可能是因為(wei) 受到了其他捕食者的威懾，蚊子們(men) 不得不放棄了這種營養(yang) 物質。這或許可以成為(wei) 一種新型的防蚊手段。

　　吐水在作物中相當普遍，如果能控製農(nong) 作物的“吐水配方”，說不定就能實現一種新的生物防治，讓農(nong) 作物自己吸引更多捕食性昆蟲來對抗天敵，“借刀殺蟲”，實現從(cong) 上到下的防蟲調控。

　　植物吐水不僅(jin) 是植物重要的水分平衡調節手段，它還具有重要的生態功能，靠著吐水裏的物質調控著“朋友圈”。

　　也許某一天，通過人工調控植物吐水中含有的物質，還能實現對某物質的富集。這樣，我們(men) 不僅(jin) 能采集藍莓的果實，還能采收藍莓吐的水，實現天然的藍莓“吐水”汁生產(chan) ，美味又營養(yang) 。不知道那個(ge) 時候，你是否願意來嚐試一下呢？

　　參考文獻：

　　[1]Mondal, FLS,FIAAT, Amal. (2014). Guttatin-A Natural Phenomenon:Useful medium for production of Recombinant Proteins.

　　[2] Urbaneja-Bernat P, Tena A, González-Cabrera J, et al. Plant guttation provides nutrient-rich food for insects[J]. Proceedings of the Royal Society B, 2020, 287(1935): 20201080.

歡迎掃碼入群！

深圳科普將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的活動和科普好物！