专食性|植物也有“最强大脑”( 二 )


他们发现,千里光在入侵后很多性状发生了改变 。与欧洲本土千里光种群相比,入侵的千里光种群释放的组成型挥发物含量非常高,而被专食性昆虫啃食后释放的昆虫诱导型挥发物含量很低 。
林恬恬解释道,因为在入侵地几乎没有这类专食性昆虫及其天敌存在,所以植物不需要在“引诱剂”这方面投入精力了,昆虫诱导型挥发物也就不用释放那么多,植物因此长得更高更壮 。但是在这里还有许多普通昆虫存在,所以提高了组成型挥发物释放量来驱散它们 。
这就说明,植物也有自己的“最强大脑”,在进化过程中与“敌人”一起“修炼”变得更加随机应变,会根据不同昆虫类群来灵活调节自己的防御能力——应该多用“驱虫剂”还是“引诱剂” 。
双实验强化结论
团队通过昆虫嗅觉及产卵实验也证实了这个行为 。科研人员把本土千里光和入侵种千里光放在同一个四臂嗅觉仪里,四个瓶子之间有连接管,挥发物的味道会传入中间的“核心区域”——吸气装置,然后把昆虫放到“核心区域”,让它们自我选择喜欢的味道 。
该实验测出,本土千里光的“引诱剂”含量更高,寄生蜂会选择本土千里光,而不会去选择入侵种千里光,因为入侵种千里光几乎不再释放“引诱剂”,这也恰恰说明入侵种的植物在进化中丧失了这个能力 。
科学的严谨就是不断通过实验去佐证,团队为此特地开展了田间自然寄生率实验 。在荷兰的一个千里光植物源生地,他们专门开辟了一块地分别种植本土千里光和入侵种千里光,并人为地往叶片放置专食性昆虫——毛毛虫,过段时间后“收回”这批毛毛虫,观察它们是否被寄生蜂寄生 。
“经过多次实验,我们发现,在田间环境下,入侵种千里光几乎没有寄生蜂,大部分寄生蜂都飞去本土千里光上寻找毛毛虫寄生,在入侵种千里光上的毛毛虫则很少受到寄生蜂攻击 。”林恬恬说 。
这些实验结果都充分揭示了专食性昆虫及其天敌都参与驱动了植物叶片挥发物的进化,证实了植物叶片挥发物确实具有非常重要的防御功能 。
对这项研究来说,一切并未结束 。千里光只是一种研究材料,科研人员需要在探索中进一步打开“思维” 。
“未来可以在其他材料上应用,比如在玉米、水稻等农作物上寻找挥发物的调控基因,用基因编辑的手段来提高‘驱虫剂’‘引诱剂’的含量,促进其挥发,从而在田间形成一个自主防御系统避免虫害,不需要再人为喷施农药,既省时省力省钱,也更加绿色环保 。”林恬恬表示 。

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