这篇科普文章首次在我们的免费数字杂志《好奇》的第15期中发表。
在加利福尼亚的白山上,有一棵有5000年历史的硬叶松,它是地球上最古老的非克隆生物。我们知道动物癌症的寿命极限可能会在植物界变得混乱,那么植物会得癌症吗?

露易丝·加瑟科尔是英国森林保护中心(Center for Forest Protection, CFP)的协调员,这是一个由英国森林研究院和皇家植物园基石所领导的新中心,致力于对未来威胁下的树木和林地进行创新研究。她同时也是一名兼职博士生,研究橡树。我们与她交流,探讨植物是否会生病,以及它们如何生病。

植物会生病吗?
露易丝·加瑟科尔(LG):植物确实会生病,而且这可能会对我们的食物供应造成很大影响。例如,爱尔兰马铃薯饥荒是因为植物生病而造成的。在树木方面,我们曾经遇到过很多问题,例如荷兰榆树病和山毛榉枯萎病等真菌造成的问题,对我们的景观产生了很大影响。

癌症呢?
LG:植物的细胞会因为很多原因而失控地生长,这种生长对植物来说并不正常。通常,这些原因是其他因素引起的。比如,可能是细菌感染细胞,进而感染DNA。你也会遇到细胞类病毒、病毒和真菌感染,还有一些情况我们无法确定引起细胞生长的原因。

此外,还有橡树叶蜂引起的橡树瘿,这是一种在橡树上大量生长的椭果膛,叶蜂在叶子或橡实芽里产卵,当它们孵化时,会分泌化学物质,使叶子或橡实的细胞异常生长,形成一个安全的环境,供叶蜂幼虫发育。这对树木并没有真正的伤害。
我们的一位科学领域负责人,林业研究的病理学负责人丽莎·沃德,给我看了一些植物疾病的例子,这些疾病导致细胞大量增生,就像癌症一样。比如营养不良,会将细菌转移到植物的基因组中,改变植物激素水平,导致细胞不正常分裂,形成肿瘤。还有黑色结节菌会释放化学物质,使树木生长异常大的植物细胞,导致肿胀的木质瘤。除此之外,还有很多其他疾病。
这些异常生长和动物癌症有何不同?
LG:植物细胞不会移动,所以没有转移性癌症。因此,癌症无法影响植物的不同部位。但这些异常生长可能会传播,因为病原体本身是可以移动的。比如,细菌可能会感染一个区域的细胞,但如果这些细菌繁殖并复制了,它们可能会移动到别的地方,或者被其他生物带到别的地方。
另外,大部分情况下,植物的生长是不会自发的。通常会受到细菌或真菌的触发,而动物的癌症通常是DNA复制的自发损坏,或者是身体系统无法控制细胞生长。当然也有例外情况,比如宫颈癌和人类乳头状瘤病毒,这些情况下也存在类似之处。
我们有植物药吗?
LG:如果考虑农业和园艺,人们会使用杀虫剂和杀真菌剂来保护植物。还有生物控制,通过引入更多自然天敌来控制入侵昆虫。现在很多研究都在这个方向上,试图通过生物防治潜在的未来威胁,例如害虫和疾病,但显然还需要做大量工作,以确保释放的天敌不会影响其他物种。人们还在研究是否可以组合一系列细菌,可能会胜过导致问题的细菌。改善自然环境条件,如土壤,也可以帮助植物更抵抗疾病。因此,有许多东西并不完全是药物,但确实可以帮助处理引起疾病的原因。
CFP研究什么?
LG:我们正在研究树木可能的未来入侵威胁,以及如何使我们的树木更具抵抗力。在Kew的CFP进行了很多基因组研究,使用之前为人类健康或农业开发的方法。
其中一种方法是比较生病树木的基因组与看起来对害虫或疾病有抵抗力的树木。如果抵抗组中有更多的某种基因版本,那么这个版本可能有助于树木抵抗疾病。实际情况要比一个基因要复杂得多,但如果我们能够识别导致更健康结果的基因型或基因组混合,那么我们可以开始考虑未来种植更具抵抗力的树木。
《好奇》杂志是一本IFLScience的数字杂志,其中包括采访、专家观点、深度报道、有趣的事实、新闻、书摘等等。第18期现已发布。