在大多數(shù)人的印象中,蚜蟲是一種身材嬌小的害蟲,它既沒有蝴蝶的絢爛,也沒有螞蟻的力量,只是昆蟲家族里沒有什么過人之處的小小一員。
今年10月,中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所一項(xiàng)關(guān)于蚜蟲的研究給人們揭示了一個(gè)奇妙的蚜蟲世界??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),同一種蚜蟲會(huì)因?yàn)榧纳闹仓瓴煌M(jìn)化出不同的適應(yīng)性,比如“常駐”煙草的蚜蟲就比平時(shí)生活在甘藍(lán)或者白菜上的同類更能在煙草上茁壯成長(zhǎng)。也就是說,蚜蟲雖小,卻具有超強(qiáng)的適應(yīng)能力。
昆蟲界的混世大魔王
蚜蟲又叫蜜蟲,可以說是世界上最具破壞性的害蟲之一,其所到之處的農(nóng)作物無一幸免。更讓人意外的是,蚜蟲既能進(jìn)行有性生殖也能進(jìn)行無性生殖,可以瞬間完成指數(shù)級(jí)的“復(fù)制粘貼”。
值得一提的是,蚜蟲的世界是一個(gè)名副其實(shí)的母系世界,雌性蚜蟲數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過雄性。在這個(gè)母系世界里,大部分的蚜蟲都能進(jìn)行孤雌繁殖和卵胎生,并且繁殖的后代與母體具有高度相似性。
一個(gè)春天過去,一只蚜蟲在經(jīng)過孵化后可以生產(chǎn)上億只蚜蟲寶寶。新生的蚜蟲們?yōu)榱俗聣殉砷L(zhǎng),會(huì)向農(nóng)作物發(fā)起大舉進(jìn)攻。
蚜蟲還有一個(gè)大招,它是動(dòng)物世界中極少數(shù)可以通過自身進(jìn)行光合作用來合成類胡蘿卜素的角色。雖然這種本領(lǐng)在植物世界里稀松平常,但在動(dòng)物界卻十分少見,因?yàn)榇蟛糠謩?dòng)物都是通過食物來獲取類胡蘿卜素的。蚜蟲可以像植物一樣發(fā)揮光合作用自給自足,這就相當(dāng)于給自己背了一塊蓄電池,只要有太陽,隨時(shí)都能充滿能量。
除了依靠自身強(qiáng)大的繁殖能力和能進(jìn)行光合作用的“超能力”以外,蚜蟲還跟螞蟻建立了合作關(guān)系。螞蟻能夠圈養(yǎng)并保護(hù)蚜蟲,讓蚜蟲的天敵不敢隨意靠近,而蚜蟲則會(huì)通過吸取植物的養(yǎng)分分泌出一種蜜露,供螞蟻食用。
有趣的是,“哥倆好”的關(guān)系有時(shí)會(huì)被“第三者”破壞,比如一種黑灰蝴蝶對(duì)于紅蟻和蚜蟲的共生關(guān)系有著濃厚的興趣。它們會(huì)將自己的卵產(chǎn)在螞蟻圈養(yǎng)的蚜蟲所寄生的植物身上,當(dāng)卵孵化成幼蟲的時(shí)候,幼蟲會(huì)吃掉蚜蟲,然后自己分泌蜜露供螞蟻食用。不過對(duì)于螞蟻來說,這筆買賣可能不太劃算,畢竟蚜蟲是螞蟻的長(zhǎng)期“奶?!保紫x則會(huì)變成蝴蝶飛走。
蚜蟲與寄主的斗智斗勇
蚜蟲所具有的神奇能力讓它能夠生生不息,這種強(qiáng)大的生存能力也讓整個(gè)蚜蟲家族發(fā)展得十分壯大。根據(jù)寄主不同,蚜蟲也有很多分類。有的蚜蟲喜歡蔬菜,有的蚜蟲喜歡水果,有的蚜蟲喜歡棉花,有的蚜蟲喜歡花草樹木,于是就有了麥蚜、蘋果蚜、桃蚜、甘藍(lán)蚜、棉蚜、玉米蚜……
在長(zhǎng)期的協(xié)同演化中,每種蚜蟲又形成了不同的寄主生物型以適應(yīng)不同的寄主植物,以至于不同蚜蟲互相之間出現(xiàn)了明顯的差異。例如蘋果蚜跟蘋果在一起久了,對(duì)玉米的適應(yīng)能力就變得很差。
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。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所的這項(xiàng)研究正是發(fā)現(xiàn)了蚜蟲和煙草之間上演的一出斗智斗勇的大戲。煙草為了防御侵害,其韌皮部免疫系統(tǒng)能夠識(shí)別煙草非適應(yīng)型的蚜蟲唾液分泌出的一類蛋白,進(jìn)而激活煙草韌皮部的抗性,這樣煙草非適應(yīng)型的蚜蟲就很難在煙草上持續(xù)取食、生長(zhǎng)發(fā)育。
這場(chǎng)應(yīng)對(duì)“外來客”的戰(zhàn)斗,寄主煙草小勝一局,但“長(zhǎng)期房客”——煙草適應(yīng)型的蚜蟲由于長(zhǎng)年在煙草上取食,有了一定的經(jīng)驗(yàn)。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。
研究人員未來或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(dá),從而抑制其從植物中取食。同時(shí),研究者還可以從蚜蟲家族圖譜開始,研究它們?cè)诓煌闹鏖g的作用機(jī)制,通過調(diào)控作物內(nèi)部的防御機(jī)制來抵抗蚜蟲侵害,更好地保護(hù)作物。