“闻香不识女人，只识植物” ——植物的气味与嗅觉（一）

气味学是研究生物界的动物、植物和微生物嗅觉功能的科学。生物三界的嗅觉是它们认识世界最重要的器官，可以说嗅觉是生命的守护神。气味是物质的重要特征，它以波的形式传播，凡能够在常温下挥发的物质都是气味的发生源。

就动植物而言，每种物种都有其典型的气味，它是以某种化学物质为主体的多种物质的综合气味，植物有地域特征，动物有种群特征，同种群的动物又有个体特征。同一生物体的气味一生中又有变化，这变化表现为生理的和病理的，是下意识的或有意识的。

没有视觉的生物对嗅觉的依赖性高于有视觉的生物。任何生物都有嗅觉系统，但不一定是鼻子。但每一种生物的嗅觉都有特定的感知范围，感知范围局限于它的生存需要，嗅觉灵敏度与其觅食求偶方式相关，最敏感的气味是它的食物和同种生物的求偶素。

植物的气味

精油，也称为挥发油，是存在于植物体中的一类可随水蒸气蒸馏、在常温下能挥发且具有一定香味的挥发性油状液体的总称。它广泛地存在于植物体中，几乎可以说，凡是有气味（大多芳香）的植物均含有多少不等的精油。早在四百多年前，李时珍撰写的《本草纲目》中就详细记录了一些植物精油提取以及应用的资料。

比如，花的香味就源自花瓣中的一种油细胞，它源源不断地分泌出带有香味的芳香油。芳香油易挥发，在花盛放之时随着水分一起散发出来。还有一些花，虽然无法分泌芳香油，但它们的细胞中含有的配糖体经过酵素分解也能散发香味。但芳香油也不是只会在花朵中产生，严格来说芳香油是植物体内代谢过程中的次生物质，在植物的特殊器官——油腺和腺毛中形成，并由这些器官分泌出来。因此，只要存在这些器官的部位皆可分泌芳香油，植物体含芳香油部位各不相同，有的在树干内，有的在茎、叶中，有的在花朵、果实和种子中，也有的在根和地下茎内。

1. 植物精油是守护植物的“武器”

首先，植物为了生存，它们需要防止草食性动物、昆虫、真菌的侵害。在菜园里，如果有几棵蔬菜被害虫吃了以后，就会开始释放特别的气味信息，好像是用空袭警报告诉其他同伴“有害虫来了”。植物与植物之间借着气味互相传递信息，它所释放的芳香分子是一种信息传导物质，其他植物接收到这个气味信息的时候，就会迅速从土壤中选择适当的养分，在体内进行一系列生物化学变化并产生抵抗力，抵抗病虫和病菌的侵害。

其次，为了防止森林大火的摧毁。大部分的芳香植物都分布在地中海型的干旱气候区域，很容易发生自然森林大火，芳香植物地表部分富含精油，因为精油是易挥发物质，所以会在很短的时间内燃烧殆尽，如此一来，根部便可以存活，等到下一场大雨之后，又可以重新生长了。

再者，精油可以提供给植物创造性的能量。很多药草类植物在开花之前，精油的含量都会达到顶峰，开花的意义是传宗接代、延续生命，孕育下一代或者把生命推到极致；也就是说，精油实际上是一种创造性的能量，是非常巨大的再生和维系生命的能量。

2. 微观角度解析气味的形成

当一朵花的气味被释放到空气中时，它会形成一种被称为羽流的风送分子云形状，它在空间中流动时会遇到物理障碍和温差。这些相互作用会产生湍流，将气味羽流分成细线，随着气味远离其源头而散开，这些气味细丝最终到达动物的鼻子或昆虫的触角。

当动物接触到气味羽流时，它会通过一种叫做气味受体的微小蛋白质来检测这些气味分子的存在，这些受体被嵌在鼻腔或触角的感觉神经元中。

拥有大量形状各异的受体就可以使嗅觉系统检测和区分大量化学上独特的气味，包括那些动物从未遇到过的气味。环境中的大多数气味通常是许多不同类型分子的混合物，有些花的气味可能是100多种不同的化合物的混合。

一旦气味分子与受体结合，感觉神经元就会向大脑中被称为嗅小球的区域发送特定的电信号。不同的气味会在这些区域产生不同的电活动模式，并在大脑中产生特定的气味神经表征。

一旦一种特定气味的信息到达大脑，它通常会诱发本能和学习行为。发出危险信号的气味可能会促使动物呆住或逃跑，而来自同一物种成员的气味可能会促使动物标记自己的领地或开始求爱。

3. 气味是植物的“语言”

自然界中存在着许多植物，它们中的很多都拥有自己独一无二的气味。有的花朵芬芳，有的树木馨香。为什么植物会散发气味呢？它们散发的味道可不是为了让人类嗅到而已，气味是植物的一种语言，可以展示着它的状态，体现着它的生长智慧。科学家认为植物的气味大致上可以分为邀请语言、警告语言、驱赶语言、求救语言和应答语言五种。

邀请语言 比如花的气味，虫媒花会散发出特殊的气味以吸引蜜蜂等昆虫。不同植物散发的气味不同，吸引到的昆虫也会有所不同，有喜芳香的，也有喜恶臭的。对蜜蜂而言，花的香味是吸引它们的第一要素。无独有偶，植物的瓜果成熟了，也会散发出诱人的香味吸引鸟兽。当鸟兽吃下果子，植物的种子就会随其散播到各处，植物靠着自己的味道完成了繁衍任务。

低等植物用花朵的气味和鲜艳的颜色吸引传粉昆虫。如果它们受到如毛毛虫类的草食动物侵扰，则利用叶的气味信号吸引寄生蜂等有益昆虫，然后寄生蜂在毛毛虫身上产卵并杀死宿主。然而，花和叶的香味能相互减少各自的吸引力。这就是为什么开花植物面临两难境地，是应该利用自己的资源来吸引传粉昆虫帮助繁殖呢，还是应该投资于防御食草动物呢？

由苏黎世大学进化生物学家弗洛里安·席斯特尔领导的瑞士-意大利研究小组已证实，植物能够调整它们的气味以满足不同时间的需要，通过这种方式，吸引更有针对性的合作伙伴或益虫。科学家们研究了芜青遭受草食动物侵袭后的反应，芜青是一种可食用的油菜近亲开花植物。研究人员发现，被侵染植物明显减少了花的气味，以叶气味信号吸引寄生蜂。“减少花香使植物对授粉昆虫的吸引力变小。同时，它对寄生蜂更具吸引力，”这是弗洛里安·席斯特尔对这种机制的解释。草食动物为害及吸引寄生蜂后，植物产生更多的花来弥补减少的吸引力并吸引传粉昆虫。因此，花香与其他香味一样在吸引有益昆虫方面起权衡作用。研究结果阐明了植物吸引昆虫伙伴时的重要生态互作关系。这可能对有用植物的有机栽培有重要的意义，人们可以设法优化少香味品种对寄生蜂和香味品种对传粉者的吸引力。

警告语言 这一般是植物为了防止自己被动物啃食而出现的妙招，它们散发的气味或许可以令某些动物打消进食念头。植物散发出气味，好像在说：“我有毒，请勿靠近。”但一部分动物则不怕，“我能解你的毒”，照吃不误。所以，植物不能防一切动物，动物不能吃一切植物，植物和动物都得以生存下来，这种谁能吃谁的关系相当稳固。

当一棵树木遭到大批毛毛虫侵袭后，就会散发出一系列化学气味，向附近的树木发出警告。附近树木闻到这种化学气味警告后，就会迅速产生一些化学物质，使它们的叶子变得相当难吃，从而逃过毛毛虫的肆虐之劫。研究显示，那些没有遭遇害虫感染地区的树木，并不会产生这些化学物质。

荷兰瓦赫宁恩农业大学的科学家马塞尔·迪克发现，当植物受到害虫攻击时，就能分泌出一种气味来提醒其他植物开始产生让害虫讨厌的气味。迪克使用风筒将受攻击的植物发出的气味引向健康的植物。健康的植物在“闻到”或“听到”警告后便迅速开始释放特殊气味。迪克还发现，当利马豆受到红叶螨的攻击时，它便释放出一组化学物质，其中包括水杨酸甲酯，它可以吸引食肉螨赶来吃掉红叶螨。植物从还是种子时就具有出色的嗅觉，即便是埋在土里的最微小的种子也能闻到烟雾里能促进其发芽的化合物，这可能是大自然用来保证生命在森林大火中得以延续的途径。

1983年，华盛顿大学两位科学家在科研中发现，如果一些柳树邻近的其他柳树已被天幕虫所侵害，那么它们就不会受到天幕虫的骚扰。因为这些健康柳树的叶子含有酚类和单宁类物质，天幕虫会觉得它们的味道很差，但奇怪的是病树上那些被咬食的叶子却找不到这些物质。科学家猜测生病的柳树一定向附近的健康柳树传达了一种借空气传播的外激素信息。3个月后，另外两位科学家提交的一份实验报告证实了这个猜测，受损的叶子会释放一种气体信号，使得病树和健康的树之间可以通讯。

时间到了2000年，墨西哥的科学家海尔在棉豆实验中发现，如果一片叶子被昆虫或细菌侵害，它就会释放气味，警告兄弟叶子做好准备，这是植物的自我防守功能。那么，受害叶子散发的是什么气味？2009年海尔和韩国同事合作研究得知，受细菌侵害的叶子会释放一种叫水杨酸甲酯的气体，而被害虫咬的叶子释放的则是一种叫茉莉酸甲酯的气体。更有趣的是，原来植物被细菌入侵时就会产生水杨酸，水杨酸溶于水之后就释放出去，从而发出警告讯号。而水杨酸就是阿司匹林的化学前体，在阿司匹林出现之前人类遇到病菌感染时也是用水杨酸来治疗。在这一点上，植物与人类是极为相似的。从上面的介绍可以知道，植物并没有在对话，而是因为“嗅”到了水杨酸甲酯或茉莉酸甲酯而做出反应。

（未完待续）