跟着蚜虫屁股隐忍100万年后,一个基因的突变让瓢虫“仰天长笑”

挽枫畅聊 2023-07-21 05:37:49

粮食的重要性不言而喻,而杀虫剂,则是20世纪农业生产力提高的主要因素。

虽然几乎所有杀虫剂都有负面效果——可能显著改变生态系统;许多对人类和/或动物有毒;有些会沿食物链传播而变得集中,等等,但我们无法停止使用。

每年,全世界都在研发新杀虫剂上砸下无数的真金白银,除了希望减少毒性之外,另一个重要原因是——最常见的化学物质正在失去效力,虫子们的“抗性”指数级增长。

抗性

21年,世界杀虫剂抗药性行动委员会(IRAC)发布了现存大部分杀虫剂作用方式分类,并声明——“不应使用同一作用方式的化学物来处理连续几代的害虫”。

这一点,得到了联合国粮食及农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的认可。

早在1980年代,研究人员们就确定,大约60%的昆虫、螨虫对杀虫剂产生抗药性是因为它们变得能够耐受一类被称为环二烯的化学物质。

昆虫们究竟如何做到的?

到了1993年,科学家通过果蝇,证实了抗性归功于一种称为GABA受体的蛋白质——它的单一突变。

科学家们一度发文,说人类的杀虫剂促进了昆虫的进化。

但最近,浙江大学的昆虫生理学家在研究植物毒素对昆虫神经系统的影响时发现,许多跨物种的昆虫都具有相同的GABA受体的蛋白质突变,即使它们从未接触过人类的杀虫剂。

困惑之余,研究人员搜索了数千个公开可用的昆虫基因组,以寻找该基因变异的更多实例。

从结论上看,抗性,早在人造杀虫剂出现之前就很重要。

这并不是什么新招数:在过去的3亿年里,飞蛾、蝴蝶、粉虱、蚜虫,甚至“吃荤”的瓢虫都进化出了一种相同的基因适应性——来避开植物部署的致命化学防御。

军备竞赛

植物是绝大多数生态系统的初级生产者,并构成这些生态系统食物网的基础。说白了,植物=食物,但植物并非逆来顺受。

许多植物会产生毒素来保护自己免受食草动物的侵害——包括生物碱、萜类化合物和酚类化合物。

从大约3亿年前第一次挨咬开始,植物不断进化出新型化学防御,而被植物"麻翻"的昆虫们也持续获得突变,以应对植物毒素。

例如,最早的裸子植物,包括云杉、松树和苏铁,进化出了萜类化合物毒素。作为回应,蚜虫和其他早期以汁液为食的昆虫(祖先)进化出了抵抗这些化学物质的方法。

蚜虫适应了。

蚜虫屁股后面跟着一群瓢虫。蚜虫本身(及其近亲)的毒性太大——它们富含来自汁液的饮食中的萜类化合物,瓢虫无法下嘴。

瓢虫只能吃蚜虫粪便上生长的霉菌,好像有点小惨。

大约隐忍了100万年后,瓢虫的GABA受体独立进化出了自己的突变——与蚜虫相同的突变,使它们对植物毒素免疫。

瓢虫“仰天长笑”,自此以充满毒素的蚜虫为食而不受惩罚。

写在最后

大约9400万年前,现代开花植物才刚刚开始多样化。

与此同时,今天世界上飞舞的飞蛾,它们毛虫形态下的GABA受体独立进化出类似的突变,安全地消化这些全新的食物来源。

论文的内容大致如此。当然,这些都是猜测,毕竟我们没有时间机器,无法真正回到过去来检查情况是否真的如此。

但,我国科学家的发现揭示了生命进化方式的一个基本原理:对抗,竞争将动态的推动物种持续进化,创造多样性。

从这个角度想,我们的人类世界里,无论开火武统还是保持冷战思维,都有一定的道理。没必要祈祷世界和平——当一切都和平了,谁来刺激发展呢?

作者感谢你的关注(-_-)

#科普#

8 阅读:3585
评论列表
  • 2023-07-25 18:19

    如果把人保护起来不受病虫侵害,多年后人与病虫谁会赢?

  • 2023-08-04 14:31

    嫖虫开始狂啃蚜虫屁股……多汁多水吖[呲牙笑][呲牙笑]

  • 2023-08-02 12:04

    吃便便可以免疫毒素[呲牙笑]

  • K。 2
    2023-08-03 14:43

    啥时候人体能免疫一部分的癌变

    参考古方几千年说不出步骤低能不 回复:
    我們每天产生几亿癌細胞。我們本來就一直在处理癌細胞。是我們食物或呼吸等原因让癌細胞产生过多。我們一直在免疫。只是我们要免疫的东西太多 就那么大一个身体难以为癌細胞特定产生大于常规的量。

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