物理科技生物学-PHYICA

科学家发现,就像一部恐怖电影:毛毛虫让番须藤千春茄的呼救声变得无声

生物 2022-01-24 00:03:10

作者:汤姆·艾薇儿 信用:CC0公共领域 虽然有一部著名的恐怖电影恶搞杀手番茄,但似乎没有人制作过关于毛虫的恶搞电影——毛虫是吃夏天多汁红色水果的害虫

受宾夕法尼亚州立大学一项新研究的启发,或许时机已经成熟

科学家发现,一种被称为番茄果实虫的毛虫不仅会啃食番茄及其叶子,还会在植物上沉积富含酶的唾液,干扰其呼救的能力

如果这一切听起来有点不可思议,从植物呼救的概念开始,科学家们在几十年前第一次提出这个想法时也嗤之以鼻

但是,一次又一次的事实表明,当受到攻击时,植物会发出化学求救信号,导致它们的同类采取某种防御措施

一个典型的例子是新修剪过的草坪的味道,这促使附近尚未修剪的草叶释放出保护化合物

在某些情况下,植物遇险信号甚至可以召唤其他物种的帮助

番茄就是这样

当毛虫啃食植物的叶子时,叶子的气孔释放挥发性化学物质,这种化学物质被一种寄生虫检测到:一种在毛虫体内产卵的黄蜂

(不是用恐怖电影的比喻,而是像《异形》系列中倒霉的宇航员一样,毛毛虫的结局并不好

) 所以宾夕法尼亚州立大学的研究人员想知道:毛虫会反击吗?在一系列实验中,他们发现答案是肯定的,这说明了在自然界捕食者和猎物之间由来已久的竞争中,一种以前未知的策略

该研究的第一作者波-林安说,关键在于毛虫唾液中的酶,这种酶能抑制番茄植物叶子上毛孔的张开

他说,这意味着树叶不太能释放求救信号,大概也不太能吸引前来救援的黄蜂

研究人员在研究中没有使用真正的黄蜂,因为昆虫检测这些信号的能力已经得到很好的证实

但是研究小组测量了叶子毛孔的直径和暴露在毛虫唾液中后发出的求救信号的水平

科学家们对唾液中含有这种酶的毛毛虫和不含这种酶的毛毛虫都进行了研究,这是使用流行的实验室技术CRISPR对它们的基因进行“编辑”的结果

果不其然,缺乏酶的唾液未能平息植物的求救信号

巴克内尔大学植物遗传学家克里斯·马丁说,这是一个令人信服的例子,他没有参与这项研究

“这太酷了,”他说

“我肯定要教这个

" 目前还不清楚这些发现如何应用于农业,但是毫无疑问,那些种植西红柿和其他作物的人会欢迎帮助阻止毛虫的出现

宾夕法尼亚州立大学昆虫学教授加里·W说,这种毛虫还以玉米、棉花、大豆、草莓和大麻为食,在北美和南美都很常见

该研究的资深作者费尔顿

“这是一只非常成功的毛毛虫,”他说

根据作物的不同,农民给它起了不同的绰号,如玉米穗虫或棉铃虫

他说,一种预防策略可能是培育对酶的影响不太敏感的植物

费尔顿已经研究昆虫的唾液酶20多年了

在以前的研究中,他和他的同事们表明它抑制烟草植物中尼古丁的产生,使这些植物对昆虫的毒性降低

但费尔顿说,他和林与其他几所大学合作的这项新研究,标志着这种酶可以干扰植物呼救的第一个证据

作为头脑清醒的科学家,费尔顿和林并没有这样表述,他们把人类的情感归因于某种本质上是植物和昆虫之间的化学优势

但是,当大学传播专家萨拉·拉朱奈斯在新闻发布会上写道,这看起来“像是恐怖电影中的一幕”时,费尔顿愿意对此有点幽默感

毕竟,发表在《新植物学家》杂志上的这项研究的标题是以这样一句话开始的,“平息警报

" 通过触发叶片气孔的关闭,毛虫酶可能以多种方式伤害植物

费尔顿说,除了释放报警化学物质的能力较弱之外,封闭的气孔也不太可能调节植物的温度

他认为林是个博士

D

研究番茄植物干旱胁迫的候选人,提出了这项研究的想法

“他是幕后主使,”费尔顿说

“我把这一切归功于他

" 费尔顿的实验室现在计划研究类似的现象是否会发生在其他种类的毛虫身上,向资助学术研究的通常类型的机构申请资助

但也许好莱坞制片厂可以增加交易的吸引力?

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