自 20 世纪 80 年代以来，人们就知道植物拥有通过空气进行防御的机制。最近，日本的一个研究小组不仅展示了这种微妙的交流方式，而且还通过视觉捕捉到了这种交流方式是如何发挥作用的。

当受到压力或威胁时，植物会"尖叫"并释放出一种细小的挥发性物质，让其他植物知道出了问题。一项新的研究解释了这种防御机制的工作原理，以及绿色植物如何通过特定的挥发性有机化合物（VOCs）发出警告信息。

研究解释说，受到机械损伤的植物会释放出挥发性有机化合物，它们可以诱发邻近植物的各种防御反应。这种基于挥发性有机化合物的信号传递旨在保护植物免受环境威胁。然而，直到现在，VOC 感官传导的精确机制在很大程度上仍不为人所知。

由 Yuri Aratani 领导的琦玉大学分子生物学专业团队开发出了一种创新的成像方法。日本研究人员设置了一个泵，将受伤或虫害植物释放的挥发性有机化合物传输到未受损害的植物上，并用荧光显微镜观察正在进行的生化信息传递过程。

科学家们让毛虫（Spodoptera litura）吃番茄植物和拟南芥（一种常见的芥科杂草）的叶子。然后将释放的挥发性有机化合物转移到第二株无昆虫的拟南芥植物上。这些植物经过基因改造，在其细胞中表达了一种荧光生物传感器，当存在钙离子通量时，这种传感器就会发出绿色荧光。

研究人员证实，这种钙离子信号传递方式也是人类细胞使用的一种交流方式，在植物交流中也很有效。研究解释说，当未受损害的植物接收到来自受伤植物的挥发性有机化合物时，它们就会发出钙信号脉冲，在叶片上荡漾。

研究人员确定了两种不同的空气传播化合物，即"绿叶挥发物"（Z-3-HAL 和 E-2-HAL），它们是导致叶片中保卫细胞、叶肉细胞（叶片内部组织）和表皮细胞（最外层）中钙浓度增加的原因。当使用一种能关闭气孔（植物从空气中"呼吸"二氧化碳的小孔）的植物激素处理时，钙信号转导过程明显减弱。

琦玉县生物学家丰田正嗣（Masatsugu Toyota）认为，这项研究最终揭开了植物"何时、何地、如何"对空气中的警告信息做出反应的复杂故事。丰田说，这个人类看不见的虚无缥缈的通信网络在植物的防御机制中发挥着根本性的作用。