当害虫开始大快朵颐时，有些植物会向微生物发出“求救信号”。

被蝇类幼虫啃食的豇豆，会向土壤中释放化学物质，培育出一群有益的微生物群落。这些细菌随后促使植物释放一种空气中的分子，吸引寄生蜂前来攻击害虫。研究人员8月21日在《细胞报告》（Cell Reports）上报告了这一发现。研究结果表明，土壤中储存的持久保护机制，甚至能保护未来的幼苗免受食草动物的侵害。

打开网易新闻 查看精彩图片

一场跨越土壤与空气的“求救接力”

这项研究的起点，是一种名为美洲斑潜蝇（Liriomyza trifolii）的入侵性害虫。这种原产于美国东南部和加勒比地区的蝇类，如今已扩散至亚洲、欧洲和加拿大部分地区。斑潜蝇幼虫会钻入植物叶片内部，啃食叶肉组织，豇豆、茄子和豆类等作物都面临威胁。

浙江大学昆虫生态学家朱增荣（Zeng-Rong Zhu）表示，如果不采取任何防治措施，斑潜蝇“可以摧毁所有叶片”。一种常用的防治策略，是引入斑潜蝇的天敌——芙蓉姬小蜂（Neochrysocharis formosa）。这种寄生蜂会将卵产在斑潜蝇幼虫体内，孵化后的小蜂会从内部蚕食掉年轻的蝇类幼虫。

此前的研究已经发现，一些植物在遭受虫害时会释放化学信号“呼救”，吸引寄生蜂来到正在被啃食的叶片附近。但这种地上部分的保护机制被认为是短期的，一旦害虫的“盛宴”结束，信号就会消散。不过，此前的研究也表明，植物能够塑造根系周围微生物群落的组成，而啃食叶片的昆虫也能改变这些群落的样貌。

土壤中的“记忆”如何传递

朱增荣和同事们好奇的是，土壤微生物是否也能帮助植物向寄生蜂发出求救信号。研究团队种植了豇豆，并让斑潜蝇幼虫啃食叶片。随后，他们移走原来的植株，用同一批土壤种植新的豇豆。

实验结果令人惊讶：与对照组相比，生长在曾受斑潜蝇侵害的豇豆土壤中的新植株，明显更吸引芙蓉姬小蜂。对照组豇豆所用的土壤，则来自从未接触过斑潜蝇的植株。

土壤和植物分析揭示了背后的机制：斑潜蝇幼虫的啃食，触发了豇豆根系向土壤中释放化学物质。这些化学物质培育了特定的细菌群落，而这些细菌又引导新的豇豆释放一种名为（Z）-3-己烯乙酸酯的分子。即使没有害虫在啃食，这种分子也能吸引寄生蜂前来。

看不见的盟友，持久的防线

迈阿密大学生态学家米歇尔·阿夫哈米（Michelle Afkhami）并未参与这项研究，她评价说，这项新研究表明，植物在土壤中的微生物伙伴，能够维持原本短暂的防御机制，并将其传递给下一代。“尽管我们用肉眼看不到它们，但（微生物）正在深刻影响着我们周围发生的一切。”

这项发现的意义在于，它揭示了一种全新的植物防御机制——通过土壤微生物的“接力”，植物能够将短暂的虫害预警转化为持久的保护。这意味着，即使新长出的植株尚未遭受虫害，也能提前“预判”风险，做好防御准备。

从实验室到田间：害虫防治的新思路

朱增荣指出，目前尚不清楚这种微生物保护能持续多久，也不确定其他种类的植物是否也依赖这种防御方式。但揭开这一机制的工作原理，可能帮助研究人员找到更有效地利用寄生蜂进行害虫防治的方法——让这些黄蜂成为农田里的“雇佣杀手”。

对于农业实践而言，这一发现提供了新的可能性：如果能够通过管理土壤微生物群落来增强作物的天然防御能力，或许可以减少化学农药的使用。农民或许可以在种植前，通过特定的土壤处理方式，让作物“继承”上一代植株的防御记忆。

当然，从实验室到田间应用还有很长的路要走。研究团队还需要回答一系列问题：这种保护机制在不同土壤类型中是否同样有效？微生物群落的组成如何影响防御效果？这种“记忆”能否在多种作物之间传递？

但至少，这项研究让我们看到了植物世界中一个此前被忽视的维度——那些看不见的土壤微生物，可能一直在默默守护着植物的下一代。