田舎からの助けと魅力的なオファーを求めて叫ぶ

イェーナにあるマックス・プランク化学生態学研究所の研究室では、植物はピンセット、かみそりの刃、ハサミ、そして最近では毛虫の咀嚼の動きを模倣した小型ロボットを使って拷問されている。しかし、この背後にはサディスティックな傾向はなく、むしろ長い間無視されてきた現象、つまり植物の助けを求める秘密の叫びを理解しようとする試みです。

緑色の生き物は決して沈黙しないからであると雑誌『ビルト・デア・ヴィッセンシャフト』9月号は報じている。むしろ、彼らは敵を追い払い、助けを呼ぶことができる、自由に使える化学用語の全武器庫を持っています。イエナの研究者らは、実験室での拷問中にこのシステムがいかに複雑であるかにすぐに気づきました。彼らがカミソリの刃などで処理したタバコの植物は、傷に対してまったく反応しませんでした。どうやら、著者がそうではないことを認識していたためのようです。それは捕食者ではなく、むしろ雹や突風に相当し、それに対して精緻な防御反応は意味をなさない。

しかし、科学者たちが「MecWorm」と呼ばれるロボットに植物をかじらせたとき、状況は異なって見えました。 「MecWorm は昆虫の摂食プロセスを何時間も模倣します」と生物有機化学研究所所長のウィルヘルム・ボーランド氏は説明します。そして実際、タバコ工場は人工毛虫が本当に危険であると考え、経済版ではあるものの緊急プログラムを開始しました。研究者らがメックワームに毛虫の唾液を加えたときのみ、植物は防御機構をフルスピードで稼働させた。

以下の内容は非常に印象的です。5 ~ 10 分後、唾液と摂食リズムの組み合わせにより、ジャスモンと呼ばれるホルモンが葉全体に放出されます。これは内部警報信号として機能し、一連の緊急化学反応を引き起こします。助けを求める最初の叫び声は、傷口から発せられ、風に乗って何キロにもわたって広がる、いわゆる緑の葉の香りで構成されています。

約 1 時間後、植物の最初の遺伝子が再プログラムされ、約 5 時間後には防御としての毒素の生成が始まります。ただし、それが理にかなっている場合に限ります。植物は有毒物質を生成するのは、それがむさぼり食う毛虫にとっても有益である場合のみです。身に着けることができます。しかし、例えばタバコ植物がタバコツノ虫の唾液を検出した場合、その毛虫は神経毒であるニコチンに対して免疫を持っているため、複雑な生産プロセスは変更されないままになります。

その代わりに、消化を妨げるタンパク質と香りのカクテル全体が生成されます。これには非常に特別な理由があります。それは、味方を召喚するために使用されるからです。 「所定の位置にしっかりと成長する植物は、進化の過程で効果的に自分自身を守ることを学ばなければなりませんでした」とイエナの植物研究者イアン・ボールドウィンは「ビルト・デア・ヴィッセンシャフト」で説明しています。 「でも、他人にやってもらったほうがずっと安くて簡単なのに、なぜ自分と戦う必要があるのでしょうか?」

「その他」とは、たとえば、毛虫の体内に卵を産む寄生蜂です。彼らは、特定の植物に適した宿主毛虫の存在を示す匂いを比較的早い段階で学習し、産卵の機会を逃さないように現場に急行します。スズメバチの幼虫は毛虫を内側から食べて無害にするので、それはまさにこの植物が考えていることです。

しかし、問題があります。スズメバチだけが助けを求める化学物質の匂いを嗅ぎ、それを正しく解釈できるだけでなく、植物の敵も同様にそれを行うことができます。その結果、顕著な香りの痕跡によって近隣の植物も危険にさらされますが、危険の最初の兆候が現れると防御手段を強化してこれに反応し、特定の遺伝子を上方制御します。

イエナの研究者らが米国ユタ州の砂漠で示したように、もし成功しなければ、彼らは悪い手を持つことになる。遺伝子の変化により、もはや隣の植物を理解できなくなった、つまり、彼らの存在を認識できなくなったタバコ植物である。数日後には、変化のない信号よりも害虫の影響が大きくなり、不平等になりました。同じことが、研究者たちがコミュニケーション能力を奪った植物にも当てはまりました。

特に後者は、研究にとって興味深いだけではありません。極端な品種改良により、トマトや綿などの今日の作物の多くは化学的にミュートになり、したがって昆虫に対して実質的に無力になっています。したがって、人間が植物の言語を理解できるようになれば、植物に再びコミュニケーションをとるように教えることができ、最終的には農薬の使用を減らすことができるかもしれない、と植物研究者のボールドウィン氏は期待している。