蚜蟲所具有的神奇能力讓它能夠生生不息,這種強大的生存能力也讓整個蚜蟲家族發(fā)展得十分壯大。蚜蟲寶寶一出生,就會發(fā)現(xiàn)自己的親戚實在是太多了。由于彼此住的地方不同(寄主不同),就出現(xiàn)了無數(shù)種“蚜”。有的蚜喜歡蔬菜,有的蚜喜歡水果,有的蚜喜歡棉花,有的蚜喜歡花草樹木。大家脾氣秉性一點也不同,于是就有了麥蚜、蘋果蚜、桃蚜、甘藍蚜、棉蚜、玉米蚜、馬鈴薯蚜、豆蚜、菜蚜、菊蚜和云杉蚜等等等等。
而在長期的協(xié)同演化中,每種蚜又形成了不同的寄主生物型以適應(yīng)不同的寄主植物,所以蚜蟲的遠房親戚非常多,以至于互相之間出現(xiàn)了明顯的差異。蘋果蚜跟蘋果在一起久了,對玉米也就沒有什么感情,對玉米的適應(yīng)能力自然變得很差。正應(yīng)了那句歌詞——在一起沒有那么容易,每個“蚜”有它的脾氣。
蚜蟲群落特寫,右上角是蚜蟲卵,來源:維基百科“蚜蟲”條目
不同的蚜蟲為了適應(yīng)不同的植物,一直在和寄主互相博弈。中科院動物研究所的最新研究正是發(fā)現(xiàn)了桃蚜和煙草之間上演的一出斗智斗勇的大戲。煙草為了防治蚜蟲的侵害,其韌皮部免疫系統(tǒng)能夠識別煙草非適應(yīng)型的桃蚜唾液分泌出的一類蛋白,從而激活煙草韌皮部對蚜蟲的抗性,這樣桃蚜就很難在煙草上持續(xù)取食與生長發(fā)育。就好比桃蚜是一個滿身 “煙味”的外來客,煙草在它們到來的時候能感知到這種“煙味”,也就是它們分泌的唾液蛋白,從而直接激活自己的防御系統(tǒng),抵抗外來客。
這場應(yīng)對“外來客”的戰(zhàn)斗,寄主煙草小勝一局,但“長期房客”——煙草適應(yīng)型的桃蚜由于長年在煙草上取食,有了一定的經(jīng)驗,因此能夠通過降低這種唾液蛋白的分泌量,來避免激發(fā)煙草韌皮部的抗性,從而順利適應(yīng)并取食煙草植株的韌皮部汁液。
煙草適應(yīng)性桃蚜似乎在煙草上住習慣了,知道寄主的套路,通過很好地控制唾液蛋白分泌,不去觸發(fā)寄主家的“煙霧報警器”,從而順利地繼續(xù)入住。這么看來,桃蚜因為知己知彼,讓自己成功戰(zhàn)勝了寄主。
蚜蟲從腹管中分泌出防御液,來源:維基百科“蚜蟲”條目
蚜蟲所具有的強大生存能力讓消滅蚜蟲成為一項持久戰(zhàn)。90年代有一首廣告歌曲非常洗腦,歌詞中唱到“我們是害蟲!我們是害蟲!一定要把害蟲殺死!殺死!”可以說,人類對于害蟲的防治從未停止。
我國各大麥區(qū)均會受到蚜蟲的影響,其中又以麥長管蚜和麥二叉蚜數(shù)量最多,危害最重。除了主食類的小麥、大麥、燕麥、玉米、水稻外,蚜蟲還會影響蔬菜、水果的生長,因此想要有飯吃,就要先把蚜蟲搞定了才行。目前常見的防治蚜蟲方法有:廣泛使用各類殺蟲劑、定期對蚜蟲進行“抄家”,人工去除蚜蟲的卵穴、保護蚜蟲的天敵等等。
本次中科院動物研究所的研究揭示著未來也許可以從蚜蟲唾液入手,研究如何控制蚜蟲的唾液蛋白表達,從而抑制其從植物中取食。同時從蚜蟲家族圖譜開始,研究它們在不同寄主間的作用機制,通過調(diào)控作物內(nèi)部的防御機制來抵抗蚜蟲的侵害,為更好地保護作物提供了新思路。
受到蚜蟲侵害的西藍花,來源:維基百科“蚜蟲”條目
參考文獻:
1.研究找到昆蟲光合作用首個證據(jù)
http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/201282315214232525545.shtm
2.動物所研究揭示蚜蟲適應(yīng)不同寄主的奧秘?
http://www.cas.cn/zkyzs/2020/10/269/kyjz/202010/t20201013_4762657.shtml
3.Aphids Evolved Special, Surprising Talents?
https://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=116842&WT.mc_id=USNSF_52&WT.mc_ev=click
4.An Aphid-Secreted Salivary Protease Activates Plant Defense in Phloem?
https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.09.020
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