这听起来可能很奇怪，但植物可以记住压力。科学家们仍在研究没有大脑的植物是如何做到这一点的。但是，随着气候变化威胁到世界各地的作物，了解植物的压力记忆可以帮助粮食作物变得更有弹性。
自从5亿年前它们在陆地上定居以来，植物已经进化出了保护自己免受病虫害侵害的方法。他们最迷人的能力之一是“记住”压力遭遇，并利用这种记忆来保护自己。
这种现象被称为免疫启动，与疫苗帮助人类建立免疫力的方式类似，但基于不同的机制。
那么它们没有大脑是怎么做到的呢？
植物在基因上可以抵抗绝大多数潜在的有害微生物。然而，少数微生物已经进化出抑制先天免疫的能力，使它们能够感染生物体并引起疾病。
这就是为什么脊椎动物，包括人类，已经进化出一种依赖于B和T记忆细胞的移动免疫系统。这些记忆细胞在接触疾病或接种疫苗时被激活，这有助于我们对复发性感染更有抵抗力。
植物没有专门的细胞来获得免疫记忆。相反，它们依靠细胞内所谓的“表观遗传”变化来存储有关过去攻击的信息，并启动先天免疫系统。一旦启动，植物就能更好地抵抗病虫害——即使它们一开始就易受遗传影响。
过去10到15年的研究表明，反复和长时间暴露于病虫害中会导致植物DNA的长期表观遗传变化，而不会改变DNA的潜在序列。这使植物保持在一个准备防御状态。
据报道，免疫启动在不同的植物物种中都存在，从寿命短的一年生植物，如只活几周的拟南芥，到寿命长的树种，如挪威云杉，寿命可达400年。
然而，免疫启动对植物来说是有代价的，比如生长速度下降。因此，启动记忆是可逆的，在没有压力的情况下会在较长时间内减少。
然而，根据压力刺激的强度，启动可能是终身的，甚至会传递给后代。压力越大，植物记忆的时间就越长。
植物不断改变其基因的活性，以发展和适应其环境。基因可以通过表观遗传变化在很长一段时间内关闭。
在植物中，这些变化最常发生在转座子上（也被称为“跳跃基因”）——一种可以在基因组内移动的DNA片段。转座子通常是不活跃的，因为它们会引起突变。但是压力改变了植物细胞中的表观遗传活动，可以部分地“唤醒它们”。
这推动了植物持久记忆的建立和维持。
在尚未经历过压力的植物中，防御基因大多不活跃，以防止不必要的和昂贵的免疫活动。从疾病中恢复后转座子的持续表观遗传变化可以启动防御基因，以便在复发性应激时更快更强地激活。
尽管科学家们仍在揭示其工作原理，但很明显，这些跳跃基因的表观遗传变化在帮助植物适应威胁方面起着至关重要的作用。
植物不仅仅依靠内部的表观遗传记忆来提高它们对病虫害的抵御能力。它们还可以利用环境来储存压力记忆。
当受到攻击时，植物会从根部释放化学物质，吸引有益的微生物来抑制疾病。如果这种土壤调节足够强大，它可以留下一个长期的“土壤遗产”，可以造福下一代的植物。
一旦土壤被调节，这些有益的微生物就会留在植物根部附近，帮助植物抵御疾病。
在一些植物物种中，如玉米，科学家已经确定了驱动这种外部压力记忆的次级代谢物。这些是专门的代谢物，不是细胞初级代谢所必需的。它们通常在防御或其他形式的环境信号中发挥作用，例如吸引有益的微生物或昆虫。
控制这些根系化学物质的一些基因受到应激反应表观遗传机制的调节。这表明驱动植物内部和外部记忆的机制是相互关联的。
了解植物如何储存和利用压力记忆可能会给作物保护带来革命性的变化。利用植物应对病虫害的自然能力可能有助于我们减少对化学农药的依赖，并创造出更能应对环境压力的作物。
由于我们面临着来自人为气候变化和不断增长的粮食需求的日益严峻的挑战，这项研究可以为制定更可持续的作物保护计划提供有前途的工具。
