Barvni kemiki na gosenicah | 2020

Vsebina:

Anonim

Odkritje odpira nove možnosti za razumevanje koevolucije rastlinskih žuželk - nenehno oborožitveno tekmo rastlin, ki proizvajajo nove obrambne kemikalije in žuželke, ki najdejo poti okoli njih. Toksične rastlinske kemikalije imajo tudi potencialno medicinsko uporabo proti mikrobom ali rakavim celicam.

Tropska rastlina Vismia baccifera ščiti sebe tako, da proizvaja številne repelentne kemikalije, vključno s tremi spojinami, ki so strupene za žive celice. Nekaj ​​žuželk, ki jedo rastline, lahko napihne takšen koktajl, toda za tiste, ki jih lahko, so prednosti jasne - manj konkurence za obrok in kemičnega orodja, ki ga lahko uporabijo v lastno obrambo.

Skipper butterfly, Pyrrhopigne določbe , gosenice jedo samo rastline v rodu Vismia . Gosenice velikega molja, Periphoba arcaei , imajo veliko širšo prehrano, vključno z Vismia rastline in mnoge druge. Svetlo obarvane gosenice, ena z razkošnimi črtami in druga modro-zelena z ščetinami, naučijo plenilce, da povezujejo svoj presenetljiv videz s toksičnostjo - obrambni opozorilni sistem, znan kot aposematizem.

"Svetlo obarvane rastlinske žuželke nam pomagajo identificirati rastline, ki vsebujejo spojine, ki delujejo proti pomembnim boleznim človeka," je povedal Todd Capson, nekdanji znanstveni sodelavec pri STRI, ki je nadziral gostujočega raziskovalca Ciara Raudsepp-Hearne, glavnega avtorja nove študije. Delo dokumentira prvi znani pojav Vismia kemikalije v metuljih in moljih.

Raziskovalci so analizirali več življenjskih faz obeh vrst gosenic za prisotnost in koncentracijo rastlinskih toksinov, imenovanih vismioni. Medtem ko sta v rastlinah ugotovljeni dve vismione spojine v razmerju 1: 6, so bile v specialističnih gosenicah metuljev komaj zaznavne in v približno enakih razmerjih. Medtem so generalistične gosenice molja vsebovale velike količine redkejše od obeh spojin, kar kaže, da so lahko to rastlinsko kemikalijo aktivno shranili v lastna telesa. V obeh gosenicah je bilo ugotovljeno razmerje rastlinskih spojin v razmerju 1: 2, kar pomeni, da lahko njihova telesa selektivno absorbirajo spojine ali pretvorijo molekule enega tipa nad drugo.

"Zelo malo vemo o tem, kako vsaka rastlinska žuželka ravna s temi kemikalijami - kako jih shranjujejo ali odstranjujejo," je dejal osebni znanstvenik STRI in soavtor študije Annette Aiello. Nekatere žuželke lahko izolirajo spojine, tako da jim ne povzročajo škode, medtem ko lahko druge molekule pretvorijo v oblike, ki jih znanstveniki težje odkrijejo. Insekti, ki predelujejo škodljive strupe, ne da bi poškodovali lastne celice, imajo prednost preživetja. Za generično vrsto, je dejal Aiello, "sposobnost za odvzem strupenih spojin je lahko zgodnji evolucijski preboj", prvi korak na poti, da postane strupeni specialist za rastline.

Prejšnje delo kaže, da lahko prisotnost rastlinskih žuželk, ki se športno svetijo, opozarja na rastline, ki vsebujejo potencialno uporabne kemikalije. Medtem ko specialne žuželke delijo očitno zgodovino s svojimi gostiteljskimi rastlinami, nova študija kaže, da imajo lahko tudi splošne žuželke pomembno vlogo v dirki kemičnega orožja, ki poganja koevolucijo rastlinskih žuželk. "Študija žuželk s splošnimi dietami lahko včasih prinese rezultate, ki so prav tako koristni kot študija strokovnjakov," je dejal Capson.