Gall Fly在“间谍与间谍”进化游戏中胜出宿主植物

时间：2021-10-15 18:52:02 来源：

随着时间的流逝，金毛植物和以它们为食的苍蝇在不断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作用，昆虫可能已经带头。

根据昆虫学教授约翰·托克（John Tooker）的说法，这种复杂的情况始于雌性gall蝇（Eurosta solidaginis）将卵产在菊科植物（Solidago altissima）的叶芽中。这种作用迫使植物产生一种类似肿瘤的生长，称为胆。他说，这种gall虫为the蝇幼虫提供了来自捕食者和环境的营养和安全来源，但会降低植物的繁殖能力。

他说：“我们以前的研究表明，菊科植物已进化出“窃听”其gall蝇草食动物的性传播方式，特别是雄性用来吸引雌性的性信息素。“我们的新研究表明，植物通过加强（也称为“启动”）化学防御来应对这种“智能”，以防止雌性产卵并诱导胆形成。

宾夕法尼亚州立大学昆虫学系的博士后埃里克·叶（Eric Yip）解释说，这种植物-昆虫的动态类似于“间谍与间谍”漫画中的命运逆转，只有人物是植物和昆虫。而不是一副卡通画。

为了研究引发的影响，研究人员在他们的新研究中，将近300种包含11种遗传类型（或基因型）的金毛菊植物暴露于年龄从1至4周不等的雄性果蝇以及该植物的对照中。没有接触过苍蝇。接下来，研究小组让已经交配的雌性进入植物，他们计算了雌性将其产卵器（产卵器）插入花蕾中的次数，以此来衡量她对特定植物的偏爱。然后，研究小组追踪了胆汁的形成。

研究结果最近发表在《生态学杂志》上。

科学家们发现，尽管引发会导致总体上胆汁形成的减少，但其作用会因用于引发的雄性苍蝇的年龄而异。较年轻的男性引发的胆汁明显减少，而较年长的男性引发的胆汁产生更多。

“在我们的研究中，雌蝇似乎'知道'-可能是通过某种我们尚不了解的密码破译来得知-他们的后代在那些年龄较大的雄性所引发的程度较小的植物上将是最成功的。

引发的效果也因植物基因型而异。

Yip说：“一种基因型在引发后完全变得不易受咬伤，而另一种在暴露于年长的雄蝇时变得更加脆弱。”“因此，植物进化为保护自己免受果蝇侵害，随后，至少在某些植物基因型上，果蝇已经进化为使s虫更有可能发生。”

该小组计划下一步调查苍蝇如何通过避开已发芽的植物而断言这种防御体系进化面临进一步的选择性压力。

Tooker说：“最终，这些发现可能会在农业中得到实际应用，也许使我们能够在不使用有毒农药的情况下增强农作物对害虫的防御能力。”

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参考：“感官协同进化：gall蝇的性吸引剂可以为植物防御作准备，但雌蝇则认识到寄主植物品质的变化”，Eric C. Yip，Consuelo M. De Moraes，John F. Tooker和Mark C. Mescher，2020年6月15日，生态学杂志。DOI：
10.1111/1365-2745.13447

该论文的其他作者包括苏黎世联邦理工学院环境系统科学教授Consuelo De Moraes和植物生态学教授Mark Mescher。

瑞士国家科学基金会，戴维·露西尔·帕卡德基金会，宾夕法尼亚州农业科学学院和苏黎世联邦理工学院对此研究提供了支持。

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