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，而雄蚜蟲有時候竟然沒有長嘴，致使它們在交配后不久便會死去。而上周公布的一項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。

　　蚜蟲是動物世界中*具有合成色素——類胡蘿卜素——本領(lǐng)的成員。很多動物依賴這種色素完成一系列功能，例如保持一個健康的免疫系統(tǒng)，或合成某些維生素，然而所有其他動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實驗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，*的條件會使蚜蟲的身體變?yōu)槌壬?，而?dāng)種群很大且面對有限的資源時，蚜蟲便會呈現(xiàn)出白色。

　　當(dāng)研究人員測量了蚜蟲體內(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，其ATP生成將會增加，而當(dāng)將其轉(zhuǎn)移到黑暗中時，其ATP含量便會下降。

　　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0到40微米的薄層，從而使其位于捕捉太陽光的一個的位置上。

　　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)對蚜蟲而言似乎是個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。”

　　這便引出了一個問題，蚜蟲為什么還要進(jìn)行光合作用。但Capovilla推斷，一個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。

　　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)重時引起枝葉枯萎甚至整株死亡。蚜蟲分泌的蜜露還會誘發(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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