日本鳴門教育大學等組成的研究團隊發現，被子植物匙葉茅膏菜（Drosera spatulata）若有過葉片被昆蟲啃食的經歷，之後便會提高花朵遭受攻擊時的防禦反應。這一發現表明即便沒有大腦的植物，也能夠「記憶」過往的食害經歷並調節防禦強度。
用鑷子刺激花下方的「萼筒」，匙葉茅膏菜的花朵便會緩緩閉合（圖片提供：鳴門教育大學田川一希副教授）
匙葉茅膏菜並非苔蘚植物，而是茅膏菜屬的被子植物。它的粉色花朵單次開放時間大約半天，雄蕊花粉沾到雌蕊頂端便可形成種子。儘管它是依靠匙形葉片上紅毛分泌的黏液捕捉昆蟲的食蟲植物，但葉片與花朵仍會被名為「茅膏菜羽蛾（Buckleria paludum）」的蛾類幼蟲啃食。
匙葉茅膏菜。儘管它是依靠匙形葉片上紅毛的黏液捕捉昆蟲的食蟲植物，但仍會遭受茅膏菜羽蛾幼蟲的食害（圖片提供：鳴門教育大學田川一希副教授）
2018年，鳴門教育大學副教授田川一希（進化生態學）發現了對茅膏菜屬植物花下方施加刺激後，花會在約2～10分鐘內閉合的現象。花朵閉合可避免內部形成種子的「胚珠」部分被茅膏菜羽蛾幼蟲啃食。
但是，如果植株對風雨、無害生物帶來的刺激也頻繁做出強烈的閉合反應，就會失去可帶來遺傳多樣性的異花授粉機會，最終不得不透過自花授粉形成種子。田川副教授等人由此提出設想：有過葉片食害經歷的匙葉茅膏菜或許是基於食害「記憶」，讓花朵對刺激產生更強的閉合反應。
花朵因附近刺激而閉合，有助於在茅膏菜羽蛾幼蟲靠近時保護花朵內部形成種子的胚珠部分（圖片提供：鳴門教育大學田川一希副教授）
田川副教授等人以開花前1天的室內栽培匙葉茅膏菜為材料開展實驗。研究人員準備了兩組植株：透過切除葉片模擬食害的15株（食害經歷株），以及未做任何處理的17株（對照株）。為模擬茅膏菜羽蛾幼蟲沿莖爬向花朵的行為，研究人員用鑷子輕夾花下方的「萼筒」部位，每秒1次，共施加10次刺激。15分鐘後測量花朵閉合程度，發現食害經歷株的花朵閉合角度要小於對照株（閉合程度更高）。
此外，研究團隊還探究了不同時間施加刺激的反應差異，結果顯示，對照株在剛開花的清晨閉合反應較弱，時間越晚，閉合強度逐漸升高；與之相對，食害經歷株對刺激始終表現出強烈的閉合反應。
調查刺激花下方15分鐘後的狀態，「葉片食害經歷株」比「對照株」的花朵閉合程度更高（圖片提供：鳴門教育大學田川一希副教授）
上述成果說明植物能夠依據部分器官的食害經歷，調節其他器官的防禦強度。田川副教授表示：「未來我們希望闡明何種化學物質參與其中等分子機制，並透過種間比較揭示其進化背景。」
本次研究由鳴門教育大學與兵庫縣立人與自然博物館、愛知教育大學合作推進，相關研究成果已於7月2日發表於國際學術期刊《Ethology》線上版。
原文：JST Science Portal 編輯部
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Ethology
論文：Leaves Alert Flowers: Prior Leaf Herbivory Enhances Contact-Induced Defensive Floral Closure in Drosera spatulata (Droseraceae)
DOI：doi.org/10.1111/eth.70093
