科學家確定導致蝗蟲成群活動的信息素
發布時間:2020.08.14        閱讀次數:

研究的重點是遷徙蝗蟲,這是一種分布最廣的物種,也是一種可以作為一種和平、孤獨的生物開始生活的物種。但當它們經歷了環境條件的變化,如大量降雨或潮濕時,它們會進入一個群居階段,在這一階段,它們會被其他蝗蟲強烈吸引,并聯合起來形成數十億只蝗蟲群,覆蓋廣大地區。

當這些巨大的蟲群在地表遷移時,它們對農作物造成極大破壞,徹底摧毀農田。研究表明,這種經濟負擔主要由脆弱地區的自給農承擔。今年最近的一次蝗災是在非洲,在該地區幾十年來最嚴重的蝗災中,有大城市大小的蝗蟲群正在撕裂農作物。

當蝗蟲離開獨居階段進入群居階段時,會發生一些有趣的生物變化。洛克菲勒大學的Leslie B. Vosshall稱,色素變化使它們的顏色從綠色變成黑色,它們開始產生一種可以代謝成氰化物的分子。他沒有參與研究,但在《自然》雜志上對這一發現寫了一篇評論。

研究人員曾認為,在這一過程中的某個地方,一種促進群居的信息素也成為這種混合變化的一部分,但至今無法確認這種化合物?,F在,中國科學院的科學家們通過一系列的現場實驗、行為測定、電生理記錄和嗅覺受體表征,正好做到了這一點。

相關化合物被稱為4-乙烯基苯甲醚,研究團隊發現,無論是群居的蝗蟲還是獨居的蝗蟲,都會被它強烈吸引。有趣的是,該團隊通過實驗發現,只需四五只獨居蝗蟲聚在一起,就能啟動聚集信息素的產生,并產生“滾雪球”效應,導致巨大的蝗蟲群。

通過調查,該團隊在蝗蟲身上精準地找到了一種名為OR35的氣味劑受體,該受體被4-乙烯基苯甲醚強烈激活。它甚至利用CRISPR-Cas9基因編輯技術,對缺失OR35編碼基因的突變蝗蟲進行工程設計,發現它們無法檢測到信息素,因此對信息素沒有反應。

“這一發現令人振奮,因為它表明蝗蟲可以被設計成對信息素的影響免疫,”Vosshall寫道。

研究人員還需要進一步的工作來了解4-乙烯基苯甲醚在蝗蟲的交際階段究竟在哪里發揮作用,以及它在蝗蟲的破壞性行為中扮演什么角色。但這項研究開啟了一些令人興奮的可能性,包括探索可以阻斷OR35受體的化合物,以此來防止巨大蝗蟲群的形成。

該研究發表在《自然》雜志上。


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