科學(xué)家找到昆蟲光合作用*證據(jù)

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蚜蟲的生物學(xué)特性真是太奇特了——雌蚜蟲生下來就可以繁殖而無需雄性，而雄蚜蟲有時(shí)候竟然沒有長嘴，致使它們?cè)诮慌浜蟛痪帽銜?huì)死去。而上周公布的一項(xiàng)研究成果又為它們的特異功能名單添加了驚人的一筆：它們竟然也能夠捕獲陽光，并按照代謝的目的使用這些能量。

　　蚜蟲是動(dòng)物世界中*具有合成色素——類胡蘿卜素——本領(lǐng)的成員。很多動(dòng)物依賴這種色素完成一系列功能，例如保持一個(gè)健康的免疫系統(tǒng)，或合成某些維生素，然而所有其他動(dòng)物必須通過它們的食物來獲得這種色素。法國索菲亞科技園的昆蟲學(xué)家Alain Robichon和同事在《科學(xué)報(bào)道》雜志上指出，在蚜蟲中，這種色素能夠吸收來自太陽的能量，并將其轉(zhuǎn)化為參與能量生產(chǎn)的細(xì)胞機(jī)制。

　　盡管這在動(dòng)物界是的，但這種能力在其他的王國中卻很普遍。植物和藻類，還有某些真菌及細(xì)菌也能夠合成類胡蘿卜素，并且在所有這些生物體中，這種色素形成了光合作用的一部分。

　　自從2010年發(fā)現(xiàn)線索表明蚜蟲體內(nèi)高水平的類胡蘿卜素是“自產(chǎn)自銷”的以來，Robichon和他的研究團(tuán)隊(duì)便開始著手調(diào)查，這種昆蟲為什么要合成這種“昂貴”的代謝化學(xué)物質(zhì)。

　　類胡蘿卜素決定了蚜蟲的色素沉著，而一只蚜蟲的顏色又決定了能夠看見它的捕食者的種類。Robichon實(shí)驗(yàn)室中的蚜蟲顏色受到了環(huán)境的影響——寒冷有利于綠色蚜蟲，*的條件會(huì)使蚜蟲的身體變?yōu)槌壬?，而?dāng)種群很大且面對(duì)有限的資源時(shí)，蚜蟲便會(huì)呈現(xiàn)出白色。

　　當(dāng)研究人員測(cè)量了蚜蟲體內(nèi)的ATP（三磷酸腺苷，所有生物體中能量轉(zhuǎn)移的“通貨”）水平后，結(jié)果令人震撼。與幾乎沒有這種色素的白蚜蟲相比，具有高水平類胡蘿卜素的綠蚜蟲體內(nèi)攜帶了更多的ATP。此外，當(dāng)把橙色蚜蟲——擁有中間數(shù)量的類胡蘿卜素——放置到陽光下時(shí)，其ATP生成將會(huì)增加，而當(dāng)將其轉(zhuǎn)移到黑暗中時(shí)，其ATP含量便會(huì)下降。

　　研究人員于是將橙色蚜蟲碾碎并提純了它們的類胡蘿卜素，進(jìn)而證明這些提取物能夠吸收陽光并傳遞這種能量。

　　這項(xiàng)研究的作者之一、索菲亞研究所的另一位昆蟲學(xué)家Maria Capovilla強(qiáng)調(diào)，在科學(xué)家確認(rèn)蚜蟲真的能夠進(jìn)行光合作用之前還需要進(jìn)行更多的工作，但是這些發(fā)現(xiàn)顯然拋出了這種可能性。

　　胡蘿卜素分子在動(dòng)物體內(nèi)的排列方式也進(jìn)一步證明了這種假設(shè)。這種色素在昆蟲角質(zhì)層的深處形成了一個(gè)0到40微米的薄層，從而使其位于捕捉太陽光的一個(gè)的位置上。

　　美國康涅狄格州西漢文市耶魯大學(xué)的昆蟲遺傳學(xué)家Nancy Moranzui早發(fā)現(xiàn)了蚜蟲具有與類胡蘿卜素合成有關(guān)的基因，她指出這里依然有許多沒有被回答的問題。Moran說：“能量生產(chǎn)對(duì)蚜蟲而言似乎是個(gè)zui小的問題——它們的食物承載了太多的糖，其中的大部分都是沒有用的。”

　　這便引出了一個(gè)問題，蚜蟲為什么還要進(jìn)行光合作用。但Capovilla推斷，一個(gè)電池一樣的備份或許能夠在環(huán)境壓力面前為昆蟲提供幫助，例如當(dāng)它們遷徙到一株新的宿主植物上時(shí)。

　　蚜蟲又稱蜜蟲、膩蟲等，多屬于同翅目蚜科，為刺吸式口器的害蟲，常群集于葉片、嫩莖、花蕾、頂芽等部位，刺吸汁液，使葉片皺縮、卷曲、畸形，嚴(yán)重時(shí)引起枝葉枯萎甚至整株死亡。蚜蟲分泌的蜜露還會(huì)誘發(fā)煤污病、病毒病并招來螞蟻危害等。了解更多詳細(xì)信息

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