西红柿能让毛毛虫自相残杀?这是真的!

作者:翻译 黄颖颖来源:《科学美国人》中文版发布时间:2017-11-15

科学家最近发现了番茄类植物具备一种特殊的抵抗害虫方法。

  (原标题:植物新防御机制:促使害虫同类相食)

  害虫之间同类相食的状况就像它们吃主食蔬菜一样不足为奇。但现在有研究表明,番茄类植物能够直接促使毛毛虫同类相食

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图源:科普北京

  并未参与此研究的加州大学戴维斯分校生物学家Richard Karban说: “这是一种全新的诱导抗虫性的生态机制,有效地改变了昆虫的行为。” Karban自己的研究领域就是食草动物及其宿主植物之间的互动关系。

  食草性害虫经常在食物质量低或耗尽的情况下互相攻击。且一些植物已知能影响其害虫的行为,这种影响表现在其使得害虫对其他物种更具掠夺性。但植物是否直接导致毛毛虫同类相食,至今还不清楚。

  美国威斯康星大学麦迪逊分校综合生物学家John Orrock和他的同事通过将番茄类植物(Solanum lycopersicum)暴露在不同量的茉莉酸甲酯(MeJA)中,诱发番茄类植物的防御反应。MeJA是一种通过空气传播的化学物质,植物释放MeJA以互相警示害虫的威胁。当番茄类植物收到MeJA的提示时,它们就作出反应产生毒素,使自己对于昆虫的营养价值降低。

  研究人员随后让一类常见的毛虫——小斑点柳树蛾(Spodoptera exigua)攻击这些番茄类作物。8日后,他们观察到,与对照组或那些受到较弱诱导的植物相比,接收到MeJA强烈信号的植物减少的生物量较小。这表明,这种反应在某种程度上能有效保护植物。

  下一步,研究团队想要测试植物的这种反应是否会触发毛虫的同类相食行为。因此,他们先用MeJA给番茄类植物提示,然后将经过提示的植物和未提示的对照组植物的叶片喂给容器中的毛毛虫,容器中也放置了一定数量的死毛毛虫。2日后,研究团队观察到,相比那些食用对照组植物叶片的毛毛虫,食用了经处理植物叶片的毛毛虫更早地攻击死去的幼虫,并且吃掉了更多的幼虫。研究结果已发表于《自然·生态和演化》(Nature Ecology & Evolution)杂志上。

  Orrock说,这些毛毛虫最终总会自食同类,但时间上的差异十分重要,“如果植物能够诱导害虫更早地吃掉自己的同类,那将会有更多的植物完好地保存下来。”但他也警示道,植物激活防御反应的成本非常高。“植物很可能打破平衡,判定攻击的程度是否足够严重到需要激活自身的防御反应。”

  在康奈尔大学从事植物与动物互动研究的Anurag Agrawal表示,这项研究表明农民可能把培育毛虫自食同类作为一种防治害虫的策略。尽管如此,在一些野外条件下,同类相食的害虫可能反而更具适应性。因此这是需要小心的情况。”他补充道,“我们不希望培育出超级害虫。

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