當雌蛾選擇產卵位置的時候,為什麼避開有毛毛蟲糞便氣味的植物?

2020-12-05 環球科學貓

作者:文/虞子期

或許你有所不知,大自然中許多看似平常的現象,其背後都蘊藏著深刻的科學含義,就像昆蟲和植物之間的依附關係。它們兩者之間同樣也存在著複雜而多樣的相互作用,更會在物種的進化過程中,根據彼此參數的變化而進行同步調整。我們經常會在很多會開花的植物附近尋覓到飛蛾的蹤跡,但卻很少對這樣再普通不過的現象有更深入的思考。而關於昆蟲產卵,我們也對其並不陌生,有時候還能親眼得見,那你知道它們對於自己的產卵地點有怎樣的要求嗎?

其實,對於這些通過產卵繁衍後代的昆蟲而言,它們主要是通過嗅覺對氣味的辨別,來選擇最好的產卵地點,以提高其幼蟲的存活率,以及在之後的生存環境中所具有的競爭力。對於雌性飛鵝而言,它們可以通過植物揮發性特徵的某些細微變化,覺察到該植物是否已經被毛毛蟲攻擊過。事實上,現有數據已經表明,當科學家們對雌鵝產卵數據進行統計時發現,那些受到毛毛蟲攻擊過的植物,已經越來越不受到雌鵝的青睞。而這一現象不僅和幼蟲的成活率有關,還與幼蟲在後代中的競爭力存在關聯。

科學家們在對雌鵝大腦進行生物研究之後發現,它會對不同的氣味產生不一樣的激活方式。但就其本質而言,其實就是雌鵝觸角的不同區域,它們會被乙酸己烯酯的兩個異構體激活。簡而言之,雌鵝的觸角是一個特殊的存在,在對植物的辨別中起到了重要作用,它擁有異構體特異性受體與神經元的分布。雌鵝便是通過這樣的身體構造特徵,從而檢測出植物被毛毛蟲襲擊過的事實,然後決定是否在其他地方進行產卵,這也為農業和自然界中昆蟲的氣味引導給予更深刻的見解。

眾所周知,粉夜蛾是一種手指一般大小的貪婪昆蟲,在其日常生活中,除了吃東西以外別無其它,被依附植物的葉子很快就會被它吃光。因而,一顆植物往往只能養活一個粉夜蛾幼蟲,而很難同時養活第二隻,而這些幼蟲正是飛蛾後代的潛在競爭者。科學家們進行了一個有趣的實驗,並在幼蟲的糞便中,檢測出了一種特殊揮發性化合物,它可引發迴避行為。而被其中某些化合物去除的飛蛾,則被暴露在了具有各種氣味成分的環境中。

在這個過程中,飛蛾觸角中的一種特定受體蛋白,被研究人員敲除了,因而才得出了離子受體8a(IR8a)可避免對幼蟲的糞便產生反應。雖然,迄今為止,沒有人專門研究過鵝子如何獲取幼蟲信號,但我們卻通過實驗證明了,IR8a蛋白對飛蛾檢測同種競爭者的重要作用。與此同時,飛蛾選擇產卵在沒用受到過侵襲的植物上,還可以將被捕食的風險降到最低。這一現象不僅避免了已以該植物作為食物的幼蟲參與到競爭之中,而且可以讓我們更好地應對由於氣候變化所帶來的農業挑戰。

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