靠“卷”而生的菟丝子

“卷”的本意是弯曲，而如今人们对“卷”字的理解已经内化成一种被竞争的含义，强调竞争的不必要、不理性对人精神的打击和摧残。然而，菟丝子的“卷”是不同的，它以“卷”而生存，总是想方设法缠绕别的植物。

菟丝子是旋花科菟丝子属植物，是缠卷生长的一年生草本，全球大约有170种，广泛分布于世界各地。菟丝子通过缠绕的方式，在与寄主植物接触后，会立即启动一种独特的多细胞器官——吸器。凸起的吸器可以穿透寄主植物的表皮、皮层，最终与寄主植物的维管束组织形成广泛连接，从寄主植物处获得水分、营养物质和有机代谢物等，以此维持自身生长。吸器还能通过病毒、蛋白和信使核糖核酸与寄主植物进行信息交流，这对菟丝子自身调控至关重要。吸器是寄生植物区别于其他植物的显著特征，作为物质和信息交流通道的存在，将两个不同的物种建立起别样的“缘分”。

当然，寄生作用不可避免地会对寄主植物造成一定程度的伤害，影响寄主植物的生长和形态，严重者还会导致寄主植物发育延迟甚至死亡。研究表明，在菟丝子寄生后，番茄会通过释放活性氧和乙烯等防御信号产生抗性，而加拿大一枝黄花等易感植物则对菟丝子缺乏有效的防御能力。

菟丝子是完完全全的异养植物，因为它们不含叶绿素，生长所需要的营养完全靠寄主植物提供。在构建南方菟丝子高质量参考基因组的基础上，中国科学院研究人员发现菟丝子和同家族的牵牛花在分化前共同经历了一次全基因组三倍体加倍事件，丢失了自养植物中11.7%的保守同源基因。该成果解释了菟丝子根丢失和叶退化的现象，并推测菟丝子为了更好地在进化过程中适应寄生环境，主动将部分生理功能和器官退化，只保留生长发育和繁殖所必需的结构，以便从寄主植物身上汲取营养。同时，菟丝子吸器中的高表达基因和自养植物中根的高表达基因相同，这说明为了弥补部分器官的退化，菟丝子专门加强了与寄主植物物质交流相关的器官功能。

虽然菟丝子的寄生对象广泛，常见的有茄科、蒺藜科、菊科、豆科等植物，但是并非所有植物都会被菟丝子“盯”上。那么，菟丝子是如何在自然界中定位到心之所向的寄主植物呢？研究发现，在只放置番茄挥发物质的情况下，五角菟丝子依然表现出与番茄植株相似的趋向效果，而吸引菟丝子的番茄挥发物质的主要成分为α-蒎烯、β-月桂烯，2-蒈烯、对伞花烃和柠檬烯等。

被子植物开花是它们穷其一生都要完成的大事，除了不可抗拒的因素之外，它们往往通过叶片感知光照和温度等环境变化来调控开花行为。但是，菟丝子的叶子已经退化，它是如何调控自身来完成开花的使命呢？一般情况下，植物体内存在一类调控开花的重要物质，叫作成花素，在适宜的环境条件刺激下，叶片会产生成花素，并输送到顶端分生组织，诱导其开花。菟丝子开花的信号物质就来源于寄主植物的成花素。也就是说，菟丝子通过“窃听”寄主植物的开花信号，来保持与寄主植物高度一致的开花时间，从而保证自己在开花结果期间从寄主植物身上获得丰厚的营养物质，保证后代的品质。

菟丝子之所以靠“卷”而存在，完全是因为它们会穷其所能地获取寄主植物身上的养分和能量。