在2008年的電影《The Happening》中，植物以一種詭異的方式反抗人類，釋放無形的神經毒素，導致人們喪命。這雖然是科幻恐怖片的情節，但植物能夠化學影響周圍環境的概念並非虛構。
事實上，我們呼吸的空氣中帶有一種更為靜默的「戰爭」痕跡——這不是針對人類，而是針對害蟲。密西根州立大學的科學家們破解了長達40年的謎團，揭示了一種名為異丁烯（isoprene）的天然化學物質，某些植物會釋放此物質以驅趕飢餓的昆蟲。然而，這種防禦措施同時可能對空氣造成污染。
異丁烯是一種無色、揮發性的烴類化合物，分子式為 C₅H₈，由五個碳原子和八個氫原子組成。
這種化學物質主要在高溫下由某些植物自然釋放，是大氣中最豐富的烴類之一，僅次於甲烷。與松樹林或白楊樹林中散發的芳香萜烯不同，異丁烯無氣味但高度反應性。一旦釋放，它會與陽光和來自車輛排放及工業排放的氮氧化物相互作用，促進臭氧、氣溶膠及其他污染物的形成，從而降低空氣質量。
密西根州立大學的研究人員在控制溫室實驗中培養了兩種煙草植物——一種是基因改造的異丁烯釋放者，另一種則保持不變。當白蝴蝶入侵時，牠們聚集在不釋放異丁烯的植物上，而完全避開了釋放異丁烯的植物。
進一步使用角蟲的測試確認了這一模式。以富含異丁烯的葉子為食的蟲子比那些不吃的蟲子生長得更小、更弱。但損害並非來自異丁烯本身，而是這種化學物質促使植物內的茉莉酸（jasmonic acid）激增，這是一種擾亂昆蟲消化蛋白質能力的防禦激素。
另一個驚喜來自大豆。長期以來被認為在進化過程中失去了產生異丁烯的能力，但研究發現，當葉子受損時，大豆會釋放少量異丁烯。這一發現表明，大豆仍然攜帶產生異丁烯的基因，只是在受到壓力時才會啟動。
研究人員表示，這一發現可能改變我們保護農作物的方式。然而，這一好處伴隨著壞處。異丁烯是一種烴類，可能加劇空氣污染，特別是在空氣質量已經較差的地區。如果更多的作物被基因改造以釋放異丁烯，可能會進一步損害大氣。研究結果也引發了對大豆可能對空氣污染貢獻的擔憂。
研究人員提出了一個重要問題：“我們是否應該將異丁烯添加到農作物中，以保護它們免受昆蟲侵害，並容忍其對臭氧的影響？還是應該基因工程改造植物，儘量關閉異丁烯合成酶，以改善大氣？”
這些發現來自於發表在《Science Advances》和《美國國家科學院院刊》的兩項新研究。
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