德累斯顿理工大学 一只凤蝶(凤蝶科)的图片，它的毛虫吃含有毒素的芹菜科植物(包括胡萝卜、芹菜或茴香)
对人类来说，这些毒素是致癌的，会导致严重的烧伤样症状
信用:杨奇煜
二甲胺 在最近的一项研究中，一个国际研究小组，包括TUD植物学家教授
斯特凡·万科研究了食草昆虫的巨大多样性的起源
这些占了地球多样性的四分之一
这项研究的结果最近发表在国际期刊《自然通讯》上
在那里，科学家们表明，昆虫的进化成功可能与宿主植物的反复变化有关
理解生物在物种进化中的相互作用是生态学中的一个重要课题
例如，昆虫和植物是地球上通过各种相互作用联系在一起的两大群体
自20世纪中期以来，将这种多样性和特定相互作用联系起来的理论激增
新技术和新方法的发展使得更详细地研究植物和昆虫之间的相互作用以及这些相互作用对它们各自进化的影响成为可能
在一项新的研究中，一个国际研究小组，包括植物学家教授
德累斯顿大学的斯特凡·万科建立了生态变化、基因组水平适应和宏观进化结果之间的联系，证实了生态相互作用作为长期进化驱动力的重要性
凤蝶科的蝴蝶是这个问题的典型代表
这些蝴蝶专门食用有毒植物，大约30%的种类专门以马兜铃科植物为食
食用这种植物对这些蝴蝶的毛虫来说是一种优势，因为它们分泌植物的毒素，而这些毒素又使它们有毒
然而，幼虫本身不会受到毒素的任何伤害
“在我们开始这项研究之前，我们就知道乳头瘤病毒科细胞色素P450家族的某些基因在一定程度上负责适应植物，特别是有毒化合物的解毒
然而，总体而言，可能涉及许多不同的基因，因为除了解毒作用，这种适应还要求雌蝶能够识别自己喜欢的植物，或者毛毛虫能够在这种环境中正常发育和生存，”教授解释说
手淫
科学家们长期以来一直怀疑植物的进化变化一定对许多昆虫基因有影响
由此，国际团队首次推断出不同凤蝶科物种之间的关系，并重建了它们随时间推移对寄主植物的偏好
这使得他们能够证明凤蝶科以马兜铃科植物为食，特别是马兜铃属植物
基于这两组昆虫和植物的全球分布，就有可能估计出凤蝶科和马兜铃科物种的历史生物地理学——在时间和空间上的运动
研究人员发现，这两个群体都起源于大约5500万年前的北半球，随后传播到世界各地
就凤蝶科而言，这种迁移伴随着宿主植物自出现以来的重大变化
对凤蝶科物种的研究证实，各种寄主植物的转移通常与蝴蝶物种的加速多样化有关
换句话说，由于宿主植物的改变，比保留宿主植物时出现了更多的物种
“尽管我们知道解毒基因等关键基因在抵抗植物防御机制中的作用，但我们的结果表明，寄主植物的变化对凤蝶科的进化产生了更为全球性的影响
宿主植物的变化是复杂的，因此需要大量的适应，可能会影响不同的基因，这些基因与有毒化合物的解毒没有直接关系
汪克说，描述了仍然需要被破译的相互作用，特别是在基因水平上
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