番茄类植物产生的用于抵抗虫害的化学物质能够改变昆虫行为
2017年7月11日
Laura Castells
图片来源：Oregon State University Flickr (CC BY-SA 2.0)
害虫之间同类相食的现象就像他们吃主食蔬菜一样不足为奇。但现在研究表明，番茄类植物能够直接使毛毛虫同类相食。
并未参与此次研究的美国加州大学戴维斯分校（University of California at Davis）的Richard Karban致力于研究食草动物及其宿主植物之间的互动关系。“这是一种全新的诱导抗病性的生态机制，其有效地改变了昆虫的行为”，Richard Karban如是说。
食草性害虫经常在食物质量低或耗尽的情况下互相攻击对方。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了毛毛虫的同类相食行为，至今还不清楚。
美国威斯康辛大学麦迪逊分校（University of Wisconsin in Madison）综合生物学家John Orrock和他的同事将番茄类植物（Solanum lycopersicum）暴露在不同量的茉莉酸甲酯（MeJA）中，以此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，植物通过释放MeJA互相警示害虫的威胁。番茄类植物在收到MeJA的提示后，它们会产生毒素，使自己在昆虫眼中变得没什么营养。
研究人员随后让一种常见毛毛虫——小斑点柳树蛾（甜菜夜蛾）——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，这种应答在某种程度上能有效保护植物。
激发同类相食
下一步，研究团队想要测试植物的这种反应是否会触发毛毛虫之间的同类相食行为。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&进化》（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。”
美国康奈尔大学（Cornell University）的Anurag Agrawal从事的是植物与动物互动的研究。他表示，这项研究表明农民可以把培育毛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，同类相食可能比异类相食更恰当。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。”
翻译：黄颖颖
审校：张哲
本文来自：环球科学
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