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2024年9月12日，一项发表在国际顶级学术期刊《科学》（Science）上的新研究揭示了植物源性的二次有机气溶胶（SOAs）可以作为植物间相互作用的媒介。研究表明，受损植物释放的植物挥发性有机化合物（VOCs）在氧化成SOAs后，仍然能激活邻近植物的防御机制。这表明SOAs保留了VOCs的生态功能，并可能传达远处的威胁信号，显示出植物具有先进的感应系统和更远距离的防御机制。这项题为的Biogenic secondary organic aerosol participates in plant interactions and herbivory defense的研究是在东芬兰大学化学生态学家、植物生态生理学家以及大气物理学家的合作下完成的。
众所周知，当植物受到植食性动物侵害时，会向大气中释放挥发性有机化合物（VOCs）。这些VOCs在植物间的相互作用中起着至关重要的作用，未受损的植物可以检测到来自受损邻近植物的警告信号，并准备好自身的防御机制。反应性的植物挥发性有机化合物（VOCs）会经历氧化化学反应，从而形成二次有机气溶胶（SOAs）。科研人员想知道，在VOCs氧化形成SOAs后，由VOCs介导的生态功能是否仍然存在。研究表明，当苏格兰松树幼苗受到大松象鼻虫侵害时，它们会释放出VOCs，激活附近同种植物的防御系统。有趣的是，即使在VOCs氧化成SOAs之后，这种生物活性依然保持。研究结果表明，SOAs的元素组成和数量可能决定了其生物功能。本研究的一个关键创新点在于发现植物在接受以VOCs或SOAs形式传递的信号时，采取略有不同的防御策略，但对植食性动物取食表现出相似程度的抗性。这一观察结果开启了可能性，即植物拥有复杂的感应系统，使它们能够根据来自不同类型化学信号的信息来调整自己的防御措施。考虑到从其前体VOCs到SOAs的形成速率，与VOCs相比，SOAs具有更长的寿命，加上大气气团的传输科研人员预计由SOAs介导的交互作用的生态有效距离要比VOCs介导的植物交互作用更远。这可以解释为植物能够区分代表近距离和远距离植食性动物威胁的信号。该研究有望为环境生态学家及其合作者开辟一个全新的复杂研究领域，这可能会带来关于塑造植物间互动的化学信号的新见解。持续的防御信号：由氧化的VOCs形成的SOAs继续激活植物防御机制，维持VOCs的生态功能。
复杂的感应系统：植物可能会根据接收到的化学信号形式采用不同的防御策略。
扩展的交互范围：SOAs可能使植物能够从比单独VOCs更远的距离检测并应对威胁。
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