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“间谍对间谍”游戏中瘿蝇智胜宿主植物

随着时间的推移,菊花和以菊花为食的瘿蝇在持续的生存竞争中相互竞争。现在,一组研究人员发现,通过检测植物的化学防御,昆虫可能已经带头。

根据昆虫学教授John Tooker的说法,当一只雌瘿蝇(欧洲solidaginis)在一枝黄花(Solidago altissima)的叶芽中产卵时,这个复杂的场景就开始了。这一作用迫使植物产生一种肿瘤样的生长,称为瘿。他说,这种虫瘿为果蝇幼虫提供了营养来源,并使它们远离捕食者和环境,但却降低了植物的繁殖能力。

他说:“我们之前的研究表明,黄花已经进化到‘偷听’草食瘿蝇的性交流——特别是雄性用来吸引雌性的性信息素。”“我们的新研究表明,植物对这种‘智力’的反应是通过加强,也被称为‘启动’的化学防御来阻止雌性产卵和诱发瘿的形成。”

宾夕法尼亚州立大学昆虫学系博士后学者埃里克·伊普解释说,这种植物-昆虫的动态变化类似于《间谍对间谍》漫画中的命运逆转,只是人物是一株植物和一只昆虫,而不是一对卡通图画。

为了研究启动效应,研究人员在他们的新研究中,将大约300株包含11种基因类型的黄花植物暴露在年龄从1周到4周不等的雄性果蝇身上,同时在对照组中,这些植物没有暴露在果蝇身上。接下来,研究小组让已经交配过的雌鸟接近这些植物,并计算雌鸟将产卵器——产卵器——插入花蕾的次数,以衡量它对特定植物的偏好。然后,研究小组追踪了胆囊的形成。

这一发现发表在7月9日的《生态学杂志》上。

科学家们发现,尽管启动能减少瘿的形成,但其效果因启动雄性果蝇的年龄而异。年轻雄鼠的启动会导致更少的虫瘿,而年老雄鼠的启动会产生更多的虫瘿。

“在我们的研究中,雌性果蝇似乎‘知道’了——可能是通过某种我们还不清楚的密码破译——它们的后代在那些受到年长雄性较少刺激的植物上最成功。”

启动的效果也因植物基因型的不同而不同。

阿伊说:“在启动后,一种基因型变得完全抵抗galling,但另一种基因型在与年长的雄性果蝇接触后变得更加脆弱。”“因此,植物进化来保护自己不受苍蝇的伤害,随后苍蝇,至少在某些植物基因型上,进化来更有可能患上瘿病。”

研究小组计划下一步研究果蝇是如何通过避开被启动的植物,对这种防御机制的进化产生进一步的选择压力的。

“最终,”图克说,“这些发现可能会在农业上得到实际应用,或许能让我们在不使用有毒杀虫剂的情况下增强农作物抵御害虫的能力。”

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