在生物学界,人们曾反复考虑这样一个问题:绿色植物的一生,春发芽,夏长叶,秋结果,看起来逍遥自在,与世无争,实际上却无时无刻不遭受着害虫的攻击,时刻面临灭顶之灾,何以仍能生息繁衍?生物学家作过详实的调查研究:一只雌性害虫,每胎可产卵几百粒,甚至上千粒,一生能生育十几代,甚至几十代,呈几何级数增值,即使树木花草叶片再多,一年之内也可几度被害虫吃光,何以植物仍能代代相传,繁衍至今?
原来,草木并非束手就擒的无能辈,却拥有种种常人难以察现的生存本领。新生的嫩芽、幼叶、幼果是害虫不可多得的美餐,但有些害虫一经取食即自取灭亡,因为其中潜藏着种种“秘密武器”,如番茄碱、茄碱棉粉酚、生氰苷、强心苷,这些杀虫物质数量虽少,但能给害虫以致命的一击,被人们叫做“防卫素”;在业已长大的枝叶中,虽无这类防卫物质,但有时却大量积存单宁、五羟黄酮、绿原酸等特殊分泌物,具有难以入口的苦涩味,使前来偷食的害虫一经品尝就倒了胃口,被人们叫做“拒食素”;和高等动物的免疫功能相似,许多绿色植物在遭受病虫攻击后可产生种种抗生素,破坏病菌和害虫的生理功能,使病虫丧失生育和生存能力。例如香枞树能分泌“保幼酮”,使红椿象的卵难以成熟,幼虫“老不大”,难以蜕变成蛹和成虫,绝了后代;菊科植物遇到害虫时能分泌“早熟烯”,使大乳草蝽的蛹未熟先衰,难以羽化成具有生育能力的成虫;有些植物还能分泌“光敏素”,害虫吃下这种含有光敏素的枝叶会变得十分怕光,无法找到安身栖息的场所;玉米遇到害虫时可分泌“拒产信息素”,使玉米螟不愿再上玉米枝叶产卵,橄榄树遇到害虫时流出的树液中含有“占领信息素”,使果蝇闻风而逃,不敢再上橄榄树为害。
在多种草木群居的植物群体中,有些草木还能保护“邻居”不受侵害:当杨、柳树遭受天幕毛虫侵害时,能向周围树木发布受害信息,促进其他树木增加防卫物质的分泌量,加速分泌速度;在棉花和蓖麻混栽的农田里,蓖麻的气味可驱赶棉花叶跳虫;如将辣椒和丝瓜混栽,丝瓜叶片散布的气味因具有催产功能,使业已怀胎的雌性害虫“早产”,这些早产的虫卵可因先天不足而发育不良。
和目前常用的化学农药比较,植物分泌的杀虫物质不仅具有高效的杀虫功能,而且不危及人畜,不损伤害虫的天敌,不污染环境,不损害自然界的生态平衡。可见,模仿植物杀虫物质,开发仿生农药,是有无可估量的效益和前景的。
使用化学合成的方法,模拟植物杀虫物质的分子结构,制作生物农药,已在世界各地广泛应用。生物学还准备使用生物工程手段,将植物体内控制杀虫物质合成和分泌的基因切割出来,置入能高速增殖的单细胞生物体内,大量生产生物杀虫物质,提炼仿生农药,供应农业需求。