植物的秘密语言：受压植物如何用超声波向外界喊话

植物的秘密语言：受压植物如何用超声波向外界喊话受压植物的声音是什么样的？有点像气泡膜被戳破的声音。以色列的研究人员于3月30日在《细胞》杂志上报告说，受压的番茄和烟草植物--由于脱水或其茎部严重受损--发出的声音在音量上与正常人的对话相当。这些声音的频率太高，我们的耳朵无法察觉，但它们可能被昆虫、其他哺乳动物以及可能还有其他植物听到。高级作者、特拉维夫大学的进化生物学家和理论家LilachHadany说："即使在安静的野外，实际上也有我们听不到的声音，而这些声音携带着信息。有的动物能听到这些声音，所以有可能发生了很多声学互动。"尽管之前已经从植物中记录了超声波振动，但这是第一个证明它们在空气中传播的证据，这一事实使它们与环境中的其他生物体更加相关。哈达尼说："植物一直在与昆虫和其他动物互动，其中许多生物都使用声音进行交流，因此，如果植物完全不使用声音就不是那么有利。"这是一张仙人掌被记录的照片。研究人员使用麦克风记录健康和受压的番茄和烟草植物，首先在一个隔音室，然后在一个更嘈杂的温室环境。他们通过两种方法给植物施加压力：几天不浇水和切断它们的茎。在对植物进行记录后，研究人员训练了一种机器学习算法，以区分未受压的植物、口渴的植物和被切断的植物。研究小组发现，受压植物比未受压植物发出更多声音。这些植物的声音类似于啪啪声或咔嚓声，一株受压植物每小时以看似随机的间隔发出大约30-50次这样的咔嚓声，但未受压植物发出的声音要少得多。当西红柿完全没有压力时，它们非常安静。受水压迫的植物在明显脱水之前就开始发出声音，声音的频率在没有水的5天后达到顶峰，然后随着植物的完全干枯而再次降低。发出的声音类型因压力的原因而不同。机器学习算法能够准确区分脱水和切割造成的压力，还能分辨出声音是来自番茄还是烟草植物。虽然研究的重点是西红柿和烟草植物，因为它们在实验室中容易生长和标准化，但研究小组也记录了各种其他植物物种。"哈达尼说："我们发现许多植物--例如玉米、小麦、葡萄和仙人掌植物--在受到压力时都会发出声音。这些声音背后的确切机制尚不清楚，但研究人员认为，这可能是由于植物的血管系统中气泡的形成和破裂，这一过程称为空化。这是三株西红柿植物的照片，它们的声音正在温室里被记录。资料来源：OhadLewin-Epstein这些植物产生这些声音是否是为了与其他生物进行交流还不清楚，但这些声音的存在具有很大的生态和进化意义。其他生物有可能已经进化到能够听到并回应这些声音。例如，打算在植物上产卵的飞蛾或打算吃植物的动物可以利用这些声音来帮助指导它们的决定。其他植物也可能在倾听这些声音并从中受益。我们从以前的研究中知道，植物可以对声音和振动做出反应：哈达尼和该团队的其他几位成员先前表明，当植物"听到"传粉者发出的声音时，它们的花蜜中的糖的浓度会增加，其他研究表明，植物会改变它们的基因表达以回应声音。如果其他植物在压力实际发生之前就有关于压力的信息，它们就可以做好准备。作者说，植物的声音记录可用于农业灌溉系统，以监测作物的水化状态并帮助更有效地分配水。这是一张使用麦克风记录脱水番茄植物的插图。"我们知道外面有很多超声波--每当你使用麦克风时，你会发现很多东西会产生我们人类听不到的声音--但是植物发出这些声音的事实为交流、窃听和利用这些声音开辟了一条全新的途径，"共同第一作者、特拉维夫大学的神经生态学家YossiYovel说。所以，现在我们知道植物确实发出了声音，下一个问题是--谁可能在听？研究人员目前正在调查其他生物，包括动物和植物，对这些声音的反应，我们也在探索我们在完全自然环境中识别和解释这些声音的能力。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355083.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355083.htm

研究发现对孩子大喊大叫可能会造成终身影响 程度不亚于身体虐待或性

研究发现对孩子大喊大叫可能会造成终身影响程度不亚于身体虐待或性虐待辱骂包括贬低、喊叫和威胁等行为，会导致情感和心理伤害。该研究主张将辱骂作为虐待的一种独特亚型。伦敦大学学院（UCL）和温盖特大学（WingateUniversity）的研究人员进行了一项新的系统性审查，强调了将成人对儿童的辱骂作为虐待儿童的一个独立亚类的重要性，以确保有针对性地预防和解决辱骂可能造成的持久伤害。儿童虐待目前被分为四种亚型：身体虐待、性虐待、情感虐待和忽视。这些分类为制定干预措施和监测受影响人群提供了指导。这项研究发表在《儿童虐待与忽视》国际期刊上：国际期刊》（TheInternationalJournal）上发表的，由慈善机构"语言很重要"（WordsMatter）委托进行的研究，共审查了149项定量研究和17项定性研究，以评估目前是如何定义和衡量儿童语言虐待的。研究人员发现，需要有一种更加一致的方式来定义儿童辱骂，因为目前父母和其他权威机构对儿童辱骂的定义各不相同，在某些文化中，辱骂被视为一种正常的管教方式。童年辱骂的性质涉及可能损害儿童福祉的行为，如贬低、大喊大叫和威胁性语言。研究发现，这些行为可能会对儿童的一生产生持久影响，造成潜在的情绪和心理影响，包括增加愤怒、抑郁、药物滥用、自残和肥胖的风险。然而，研究小组指出，将成人对儿童的辱骂作为一种独特的虐待亚型的做法明显是一种空白，而这样做将是识别和预防这种虐待的一个起点。共同作者彼得-福纳吉教授（伦敦大学洛杉矶分校心理学与语言科学系）说："这篇系统综述非常及时，具有重要的临床价值。预防虐待儿童是降低儿童心理健康问题发生率的最有效方法。新成立的慈善机构"言语重要"（WordsMatter）对儿童遭受周围成年人言语虐待的问题给予了高度关注，而这一综述将有助于实现重大改变，支持并指导我们有效、及时地识别和应对这一风险。全球数据和明确定义的必要性世界卫生组织（WHO）的数据发现，情感虐待是目前最普遍的儿童虐待形式，超过了身体虐待或性虐待*。然而，研究人员发现，"情感虐待"这一术语含糊不清，且侧重于受害者。而"童年辱骂"一词则将重点放在成人的行为上，如果将其本身作为一个子类型，这种责任可以成为预防的起点。在各项研究中，与"辱骂"相关的术语也各不相同，如"辱骂攻击"、"辱骂敌意"和"辱骂"等，这突出表明在这一领域需要标准化的术语。施暴者和特征研究发现，儿童时期遭受成人辱骂的主要施暴者是父母（76.5%）、家中其他成人看护者（2.4%）和教师（12.71%）。其他成年人包括教练（0.6%）和警察（0.6%）。大喊大叫是记录最多的辱骂特征。不过，研究强调，儿童辱骂的定义不仅要考虑使用的词语，还要考虑意图、表达方式和对儿童的直接影响。要进一步了解这种行为的影响，还需要对特定年龄组进行更多的研究。主要作者ShantaDube教授（美国温盖特大学）说："儿童时期的辱骂行为亟需被视为一种虐待亚型，因为这种行为会造成终生的负面影响。""我们已经看到，针对身体虐待和性虐待施虐者的认识和干预措施取得了巨大进步，从而减少了这些形式的虐待。如果我们关注施虐者的'言语虐待'，而不仅仅是受害者的'情感虐待'，我们可能会采取类似的行动来预防儿童言语虐待及其后果。""打破代际循环，从成年人开始"。新成立的慈善机构WordsMatter的创始人杰西卡-邦迪（JessicaBondy）说："WordsMatter的使命是通过减少成年人在儿童生活中的辱骂来提高儿童的整体健康和幸福感，掌握儿童辱骂的真实规模和影响至关重要。所有成年人有时都会不堪重负，无意中说出一些话。我们必须共同努力，想出办法来识别这些行为，结束成年人对儿童的辱骂，这样儿童才能茁壮成长。""语言是有分量的，它可以振奋人心，也可以毁灭他人。让我们培养孩子，而不是击倒他们"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387795.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387795.htm

研究发现频繁的除草活动会让植物进入生存模式 激活防御机制进行反击

研究发现频繁的除草活动会让植物进入生存模式激活防御机制进行反击银叶夜来香的花是紫色的，有时是白色的，这种植物被切割得越多，对天敌的毒性就越大。亚历杭德罗-巴斯克斯阿肯色大学昆虫学和植物病理学系副教授鲁佩什-卡里亚特研究银毛龙葵（Solanumelaeagnifolium）已有十多年。银毛龙葵是番茄、烟草、辣椒和茄子等植物家族中的一员。在那里，他从飞机座位的有利位置看到了这种植物在该国的广泛分布，因为它生长在葡萄树的下层，从土壤中吸取养分并杀死葡萄树。快进到10年前，卡里耶特发现自己正在德克萨斯州南部研究银毛龙葵，他注意到定期修剪和不定期修剪的植物有所不同。2018年，他和他的合作者开始收集有关这些植物以及影响它们的除草时间表的数据。研究小组发现，割过草的银毛龙葵似乎在刀片的虐待下茁壮成长。在最近发表在《科学报告》上的一项研究中，卡里耶特和他的团队发现，被除草的植物变得更强壮、更有毒，变成了一种"超级杂草"。具体来说，定期修剪的银毛龙葵植物的根部比未受干扰的植物要深得多，可达约5英尺（约1.5米）深。此外，当银毛龙葵植物被割草机砍伐后重新生长时，它们长出了更多的穗状花序，并开出了毒性更强的花朵--这两种适应性使它们能够抵御毛毛虫的捕食。研究还发现，以未除草的银毛龙葵为食的毛虫比以定期除草的银毛龙葵为食的毛虫更重，这意味着它们能够吃掉更多未除草的杂草。最后，植物开始萌发出不同的种子：有些种子发芽快，有些种子发芽时间较长。这就形成了一种交错发芽的方法，确保了物种更高的存活率。卡里亚特说："你们试图修剪这些植物，这样植物就会被消灭。但实际上，你们在这里所做的，是让它们变得更糟糕、更强壮"。虽然卡里亚特不太确定如何处理除草会增加银毛龙葵强度的难题，但他确实表示，这些发现应该会对杂草管理产生影响。例如，在处理这种杂草时，可能会事半功倍。卡里亚特谈到这种植物的防御能力时说："我们在制定管理计划时应该考虑到这一点。需要利用该物种的生态学和生物学以及与之相互作用的其他物种来更好地理解管理方法。"他还说，有必要开展进一步研究，探索茄科其他植物如何应对人类产生的机械压力。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433860.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433860.htm

"哨兵植物"可通过叶片中的压力传感器拯救作物

"哨兵植物"可通过叶片中的压力传感器拯救作物经过特殊标记的"哨兵植物"很快就能对作物问题（如虫害或细菌感染）发出预警。这些植物将利用两个"发光"传感器，对叶片中与压力有关的化合物做出反应。最常用的两种信号分子是过氧化氢和水杨酸。四年前，麻省理工学院的迈克尔-斯特拉诺教授及其同事创造了一种叶片集成传感器，它能在过氧化氢存在时发出荧光。这种"传感器"实际上由许多单壁碳纳米管组成，每根碳纳米管都包裹着一条被称为寡聚体的合成DNA链。当把含有这些"电晕相分子识别"（CoPhMoRe）纳米传感器的载体溶液涂抹在叶片背面时，这些微小的物体就会穿过叶片表面被称为气孔的微小开口。纳米传感器最终进入叶肉中层，叶肉中层是叶片的内层，大部分光合作用都在叶肉中进行。当该层随后产生过氧化氢时，过氧化氢会与纳米传感器结合，使其发出荧光。这种荧光很容易用红外摄像机检测到。虽然过氧化氢的产生本身就能表明某些植物胁迫因素的存在，但如果能同时检测到水杨酸，那就更有用了。有鉴于此，斯特拉诺的团队改变了该技术中使用的低聚物结构，创造出了第二种CoPhMoRe纳米传感器，这种传感器在与水杨酸而不是过氧化氢结合时会发出荧光。在研究中，用水杨酸传感纳米传感器（蓝色）、过氧化氢传感纳米传感器（红色，右图）和惰性对照纳米传感器（绿色）处理单个植物叶片的不同部分。在对白菜植物进行的实验室测试中，将含有两种不同类型纳米传感器的溶液涂抹在同一片叶子的不同部位。然后让这些植物承受强光、高温、细菌感染和昆虫叮咬等压力。研究发现，前三种压力会在几分钟内产生过氧化氢，然后在两小时内的某个时间段产生水杨酸。不过，水杨酸出现的确切时间却因压力源的类型而有一致的差异。这意味着，如果用红外摄像机对经过CoPhMoRe增强的植物进行持续监测，农民就可以根据植物叶片从开始产生过氧化氢到随后产生水杨酸之间的时间间隔，判断植物是否处于光、热或细菌胁迫的早期阶段。如果只产生过氧化氢，那就意味着昆虫叮咬是罪魁祸首。当然，如果两种信号分子都没有产生，那就意味着植物没有问题。"这两个传感器结合在一起，可以准确地告诉用户植物正在承受什么样的压力。"Strano教授说："在植物内部，你可以实时看到化学变化的起伏，每一种变化都是不同胁迫的指纹。我们正在将这项技术应用到诊断中，它能比任何其他传感器更快地为农民提供实时信息，足以让他们进行干预。"有关这项研究的论文最近发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428270.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428270.htm

不起眼的水生植物揭开了植物生长的秘密

不起眼的水生植物揭开了植物生长的秘密细胞粘附力减弱的拟南芥茎，用生长激素黄铜激素抑制剂处理后，表皮生长速度减慢，造成机械应力，表皮细胞被拉开后出现裂缝。这种漂浮植物的茎部充满了空隙，这种空隙意味着茎部内部的维管柱在受到压力时会弯曲。这种效应在大多数茎干坚实的植物中并不明显。研究人员发现，在矮小突变体中，中央维管柱是波浪形的，而不是笔直的。他们假设，这种摇摆不定的脊柱是由内部冲突引起的，即植物茎内部发生的变化与表皮或皮肤之间的差异。合著者理查德-肯纳韦博士的计算模型显示，这一想法可以解释观察到的情况。约翰-英纳斯中心的恩里科-库恩教授是《科学》杂志上这项研究的作者之一，他解释说："我们意识到，在这些类型的矮小植物中，只有表皮，也就是它们的表皮希望变短，内部组织仍然希望变长，因此产生了弯曲效应。"这是一个惊喜--以前人们认为，在农业中非常重要的矮化品种之所以矮化，是因为茎中的所有东西都受到影响而长得较少，但事实上，在这种情况下，只是表皮产生了一种束缚。进一步的研究发现，丝叶狸藻（Utriculariagibba）矮化突变体缺乏一种叫做黄铜类固醇的生长激素。他们推测，这种激素通常能让皮肤伸展，从而提供更宽松的束缚，让植物茎干伸长。为了验证这一想法，他们在模式植物拟南芥中使用了一种突变体，这种突变体会减弱细胞间的粘合力，以观察减少黄铜类固醇是否会导致茎表皮因压力而出现重大裂缝。科恩教授解释说："这正是我们所看到的。通常情况下，拟南芥茎的胶合作用减弱，会出现轻微裂缝，因为激素的作用是松开紧身衣。但当荷尔蒙缺失时，表皮就会被完全撕掉，植物几乎没有了表皮"。合著者理查德-史密斯（RichardSmith）教授的计算模型显示，类黄铜激素可能是通过松弛表皮细胞壁的纤维来放松紧身衣的。"植物细胞被粘在一起，并被迫以一种协调的方式行事，这仅仅是由于它们的果胶，它们的胶水，将它们结合在一起。"科恩教授解释说："我们在这项研究中发现，这是一种非常强大的力量；这种胶水非常牢固，你只需要改变一层细胞的生长，其他细胞就会跟着改变。以前的研究强调植物发出分子信号以协调方式生长，这仍然是解释的一部分。但我们的研究表明，植物细胞的胶粘性也是协调生长的重要组成部分。粘在一起非常重要"。共同作者、剑桥大学塞恩斯伯里实验室的克里斯托弗-怀特伍兹博士强调了这些发现对未来研究的潜在重要性。"细胞层之间的机械相互作用控制着两种截然不同物种的茎的生长，这一事实提出了一个问题：它们是否控制着植物发育的其他方面，例如叶片复杂的内部形态。我们很想测试一下情况是否如此。"这些发现揭示了小麦和水稻等支撑农业绿色革命的矮化作物品种，解释了基因如何控制它们的生长以及我们将来如何提高它们的效率。他们的发现还与动物的发育过程有关，如鳄鱼皮裂缝的形成和肠道的成形，在这些过程中，各层之间的机械相互作用也被认为发挥了作用。许多假说一开始看起来很有希望，但在整个实验过程中却失败了。科恩教授认为，这种情况并非如此。"第一眼看到我们的矮小水生植物中摇摆不定的组织令人兴奋，因为我们一看到它，就知道可能发生了什么。但最大的兴奋来自于在一个完全不同的系统中测试这个想法。大自然是难以捉摸的。99%的好点子在接受严峻考验时都会一败涂地。但偶尔也会有一个想法存活下来，然后你就会知道，大自然向你揭示了它的一个秘密，"他说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375367.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375367.htm

科学家评选出“大黄蜂友好型花园”的首选植物

科学家评选出“大黄蜂友好型花园”的首选植物来自俄亥俄州立大学的研究人员在2017年和2018年夏天观察了俄亥俄州的大黄蜂和96种开花植物之间的22999次互动。该研究确定了最适合大黄蜂吃作为主菜的植物：乳草、本地蓟草、牵牛花、紫锥花、胡萝卜、红菽草、薇菜、松香草。丰度较低的首选植物包括草本威灵仙和野生靛蓝。该研究的合著者之一凯伦-古德尔说："获得超过2万个个体识别的大黄蜂访问特定花种的观测数据集是相当令人难以置信的。这个项目的关键之一是有花的关联，以及对花的丰度的估计，所以我们也计算了花的数量。"大黄蜂数量下降的一个迹象是，在俄亥俄州历史上发现的16种大黄蜂中，研究人员只观察到了10种，其中8种的丰度足以列入研究范围。最经常观察到的物种是常见的东部大黄蜂（B.impatiens）。"知道我们有哪些物种以及它们喜欢吃什么真的很重要，因为它们中的任何一个都可能变得稀有，"古德尔说。"这并不是说我们在照顾我们的自然区域方面做得很好。我们对它们的喜好掌握的信息越多，我们就能更好地管理它们的栖息地。"研究人员发现，大黄蜂并不是随机地挑选它们所访问的花朵。相反，它们更喜欢特定的植物，而不是其他植物，不管这些植物是否容易获得。该研究的主要作者JessieLantermanNovotny说："我们想知道的是，如果其他条件都相同，它们实际上更喜欢什么？有些花的数量较少，但蜜蜂会主动寻找--它们不一定吃最多的东西。也有一些植物是它们避开的。无论某些花的数量有多少，它们都说，'不，谢谢'。"有趣的是，研究人员发现，不同的大黄蜂物种喜欢不同的植物，只有少数几个物种共享花卉资源。这种策略使蜜蜂能够互相生活和觅食，并有大量的食物可供利用。"我们比较了每个大黄蜂物种使用最多的花朵，物种只重叠了三分之一或更少，"兰特曼-诺沃特尼说。"低重合度可以缓解竞争，所以所有这些物种可以一起共存。"大黄蜂大而强壮，能够远距离飞行，是农作物授粉的关键角色。它们抓住花朵上产生花粉的部分，抖动翅膀上的肌肉来驱赶花粉掉落，这对野生植物和西红柿、蓝莓和南瓜等作物至关重要。大黄蜂（Bombus属）有250多个品种，主要生活在北半球的温带气候中。但由于栖息地的丧失、气候变化和疾病，大黄蜂的数量正在减少。在美国，虽然一些大黄蜂的物种在增加，但其他物种却在急剧下降。虽然这项研究的重点是中西部的蜜蜂，但研究结果为其他地区的研究提供了指导。该研究发表在《生态圈》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361205.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361205.htm