你有沒有注意過這樣的現象：一些植物的葉片頂尖或邊緣總是掛滿亮晶晶水珠。 比如這樣，或是這樣，可能很多人都以為這是露珠。 然而，這並不是。 露珠一般會鋪滿葉面，在葉片表面形成一層水膜，水珠排列沒有規律。 但這些水珠會整整齊齊地排列在葉片邊緣。 這種奇妙的現象，叫吐水（Guttation），往往發生在植物的生長期。

葉片上面的露珠

Part.1 植物吐水現象並不罕見

三百多年前就有人觀察到了植物吐水的現象，不過當時的人們只是把它當成一種偶然現象。 隨著在越來越多的植物（尤其是草本植物）中都發現了吐水現象，植物吐水已被如今的學界認定為普遍現象，從而也正式擁有了名字。

植物的吐水現象其實並不罕見，水稻、小麥、大麥、甘蔗等許多常見的植物，在生長季都有吐水現象。 不同於植物的傷流或者泌膠現象，吐水並不是植物受傷后分泌液體，而是自然形成的、為了保持體內水分平衡的措施。 在夏季，植物快速生長、代謝旺盛，吐水更是頻繁。

吐水現象一般在夜晚發生，因為在夜晚，植物根部仍然在源源不斷吸收土裡的水分與無機鹽，但植物蒸騰作用變弱，就只能通過葉子邊緣的微小水孔排出多餘的水分，形成葉片邊緣掛滿亮晶晶水珠的現象。

絕大多數吐出的水都會排列在葉片的邊緣，這是因為葉片的邊緣有特化的排水組織，稱為排水器（hydathodes），由特化的氣孔形成排水孔向葉片外排水，它們緊連著一個空腔來儲存水分，水分則來源於與葉子內維管組織相連的通水組織。

植物叶片排水器结构

Part.2　植物“吐”的水能养活一群昆虫

一般而言，植物“吐水”能够排出夜晚根部吸收的多余水分，对维持植物叶片与体内的水分平衡有着重要的作用。

不仅如此，在后续的研究发现，叶片的排水器和维管组织是连在一起的。研究人员猜测，“吐”出的水中可能还含有维管运输的其它物质，比如矿物质、糖、蛋白质等。科学家也早已发现，有许多昆虫会吸食植物吐水形成的小水珠，但最初只是认为这些昆虫单纯在补充水分。

而“植物吐水含有大量营养”结论的突破口来自于蓝莓。科学家发现蓝莓不仅吐水量惊人，而且吐的水十分受昆虫的欢迎。

　蓝莓的吐水现象，以及吃水的各种昆虫

这说明，植物吐水可能并不仅仅只是昆虫的水源，还有可能是昆虫们重要的食物来源。

为了验证这个结论，科学家采集了蓝莓吐的水，同时收集了经常采集蓝莓吐出的水的三种昆虫：包括一种果蝇（Drosophila suzukii），属于草食昆虫，一种寄生蜂（Aphidius ervi），是寄生性昆虫和一种草蛉（Chrysoperla rufilabris），是捕食性昆虫，它们代表着三个不同的营养级。

接下来，科学家用收集的蓝莓植物“吐”的水、纯水、糖水、纯蛋白与糖水蛋白混合液去喂养这三种昆虫。

结果发现，只喝纯水的昆虫不能存活下来，喝蓝莓植物“吐”的水的昆虫、喝糖水的昆虫以及喝混合液体的昆虫都能好好地存活下来。喝蓝莓植物“吐”的水的昆虫寿命甚至比肩拿糖水喂养的虫虫们。

餵養不同營養液后三種不同昆蟲的壽命，綠線表示餵養藍莓的吐水液

不僅如此，科研人員還將餵養不同營養液的昆蟲雌蟲進行交配，讓其受精後產卵，查看它們的產卵量是否會受到影響。 結果表明，喝植物吐水的昆蟲並沒有受到影響，藍莓植物吐水堪稱”天然營養液”了。

通過測量，科學家也發現，藍莓吐的水中糖與蛋白的含量都很高，分別達到1.5克每毫升和4.3克每毫升。 花蜜中糖的含量約為0.4克每毫升，藍莓植物”吐”的水比花蜜含糖量還要高三倍。 （這麼有營養，筆者都有喝藍莓”吐”的水的衝動了）。

因此，對於採食藍莓吐水的昆蟲來說，它是一種十分好的營養來源。 這可能是除花粉，花蜜、蜜露之外，植物生產的第四大類營養物質。 此外讓植物吐水更勝一籌的，是它產生的量、持續的時間比其它三者都要長。

植物吐水含有豐富營養物質，難道只是為了養活昆蟲？ 按照自然界的規律，事情肯定沒有那麼簡單。

Part.3 植物的智慧：養天敵的天敵來保護自己

藍莓「吐」這麼多水，還是一種開放資源，似乎昆蟲只要捷足先登，就都能吃上一口。 那麼，這種吐水現象會不會吸引大量的草食昆蟲，不僅把「吐」出的水喝了，還會把植物葉子給吃光呢？

科學家在野外實驗中統計調查了藍莓吐水吸引到的昆蟲群落。 在野外，有大量的昆蟲去取食藍莓吐的水，與人工去除吐水的藍莓植株相比，吐水植株明顯吸引了更多的寄生蜂類、捕食性的昆蟲如草蛉等，但吸引的草食性昆蟲數量卻減少了很多。 也就說，藍莓通過「吐」出的水，吸引了更多自己天敵的天敵，從而能更好地保護自己。

與對照組相比，吐水的藍莓植物吸引了更多捕食性昆蟲和寄生昆蟲，吸引的草食性昆蟲量減少

更有趣的是，吐水的植株上，蚊子的數量明顯下降了。 可能是因為受到了其他捕食者的威懾，蚊子們不得不放棄了這種營養物質。 這或許可以成為一種新型的防蚊手段。

吐水在作物中相當普遍，如果能控制農作物的”吐水配方”，說不定就能實現一種新的生物防治，讓農作物自己吸引更多捕食性昆蟲來對抗天敵，”借刀殺蟲”，實現從上到下的防蟲調控。

植物吐水不僅是植物重要的水分平衡調節手段，它還具有重要的生態功能，靠著吐水裡的物質調控著”朋友圈”。

也許某一天，通過人工調控植物吐水中含有的物質，還能實現對某物質的富集。 這樣，我們不僅能採集藍莓的果實，還能採收藍莓吐的水，實現天然的藍莓”吐水”汁生產，美味又營養。 不知道那個時候，你是否願意來嘗試一下呢？

參考文獻：

[1] Mondal， FLS，FIAAT， Amal。 （2014）。 Guttatin-A Natural Phenomenon：Useful medium for production of Recombinant Proteins。

[2] Urbaneja-Bernat P， Tena A， González-Cabrera J， et al。 Plant guttation provides nutrient-rich food for insects[J]。 Proceedings of the Royal Society B， 2020， 287（1935）： 20201080。

出品：科普中國

製作：廖鑫鳳

監製：中國科學院計算機網路資訊中心

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