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基因決定螞蟻是稱職“植物保鏢”

http://www.www.22u.com.cn 2017-09-28 來源：中國科學(xué)報(bào) 作者：王方/編譯發(fā)表評(píng)論(0)

　　盡管你可能不認(rèn)可螞蟻是令人生畏的保鏢，但不能否認(rèn)，螞蟻在保護(hù)植物免受敵人攻擊方面做了很多讓人們印象深刻的工作。現(xiàn)在，加大拿多倫多大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)確認(rèn)，到底是什么決定了螞蟻比其他保鏢更稱職。

　　科研人員對(duì)亞馬遜熱帶雨林位于秘魯境內(nèi)的植物Cordianodosa和亞馬遜螞蟻之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。他們發(fā)現(xiàn)，螞蟻表達(dá)兩種基因的水平顯著影響了它們?nèi)绾谓o宿主提供保護(hù)。

　　螞蟻和植物的關(guān)系是自然界互利共生現(xiàn)象的一個(gè)例子，即兩個(gè)看似不同的物種以相互作用的方式使雙方都受惠。互利共生的兩個(gè)常見案例是授粉和傳播種子，它們都涉及植物通過給動(dòng)物提供食物獎(jiǎng)勵(lì)，吸引對(duì)方來執(zhí)行重要任務(wù)。當(dāng)然，互利共生的表達(dá)方式會(huì)因不同動(dòng)植物而不同。

　　“大約400種熱帶植物進(jìn)化出被稱為蟲菌穴的特殊結(jié)構(gòu)，用來收容蟻群以捍衛(wèi)自身，主要針對(duì)的敵人是植食性昆蟲。”多倫多大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)系副教授MeganFrederickson表示，她也是這項(xiàng)研究論文的主要作者。

　　因?yàn)闊釒в炅种杏泻芏噙@樣的樹棲螞蟻，整個(gè)熱帶樹木常被螞蟻完全覆蓋。Frederickson認(rèn)為，蟲菌穴給了螞蟻一個(gè)個(gè)進(jìn)化來的家，可能是因?yàn)樗鼈兡茏屩彩承岳ハx遠(yuǎn)離自己。

　　“我們研究的這種植物會(huì)被蚱蜢、甲蟲、毛毛蟲等攻擊，雖然昆蟲很小，但對(duì)樹木造成了很大的破壞。”Frederickson說，由于螞蟻吃了很多昆蟲和其他節(jié)肢動(dòng)物，也就減少了這些植物敵人在樹上的密度。

　　科研人員把注意力集中在這種亞馬遜螞蟻調(diào)節(jié)覓食行為的兩個(gè)基因上，動(dòng)物覓食行為往往決定著它的植物伙伴能受益多少。

　　他們?cè)诿佤攣嗰R遜熱帶雨林工作時(shí)，給一些蟻群施用了一種能增加基因產(chǎn)物活性的化學(xué)物質(zhì)，并觀察其是如何改變螞蟻行為的。之后再收集螞蟻，帶回多倫多進(jìn)行分子分析。

　　“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們激活螞蟻這兩個(gè)基因產(chǎn)物時(shí)，更多的工蟻被招募來攻擊植食性昆蟲，結(jié)果減少了對(duì)樹木的破壞。”Frederickson表示，“工蟻的基因表達(dá)也與蟻群是否發(fā)現(xiàn)蚱蜢、樹葉損失多少有關(guān)。”

　　以前，人們對(duì)于使螞蟻成為比其他動(dòng)物更稱職的“植物保鏢”的基因、分子機(jī)制都知之甚少。此項(xiàng)研究的結(jié)果表明了螞蟻保護(hù)植物這一互利共生中的分子基礎(chǔ)。Frederickson表示，這項(xiàng)研究有一天或許能幫助我們進(jìn)一步了解，什么使某些動(dòng)物在授粉、傳播種子等其他互利共生關(guān)系中比其他動(dòng)物表現(xiàn)更好。

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