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大气二氧化碳水平增添或改变植物进化蹊径

导读

密歇根大学最近一项研究指出,大气中二氧化碳水平增加导致全球变暖,可能影响植物与昆虫之间的相互作用,改变植物的进化路线.自然界很多植物都能产生一些苦味毒素以保护自己不被昆虫吃掉,乳草也是其中之一.这种化学防御导致了植物和昆虫之间的长期斗争史,如马利筋乳草和吃它们的黑脉金斑蝶毛虫.蕾切尔·万尼特和马克·亨特对密歇根州北部的一种普通乳草叙利亚马利筋进行了调查,研究了不同基因的乳

大气二氧化碳水平增添或改变植物进化蹊径

密歇根大学近期一项研究指出,大气中二氧化碳水平增添导致全球变暖,可能影响植物与昆虫之间的相互作用,改变植物的进化蹊径.

自然界许多植物都能发生一些苦味毒素以保护自己不被昆虫吃掉,乳草也是其中之一.这种化学防御导致了植物和昆虫之间的耐久斗争史,如马利筋乳草和吃它们的黑脉金斑蝶毛虫.蕾切尔·万尼特和马克·亨特对密歇根州北部的一种通俗乳草叙利亚马利筋举行了考察,研究了不同基因的乳草种系对大气中二氧化碳浓度增添的不同反映,以及这种反映如何影响它们被昆虫吃掉的可能性.

研究人员在实验中不停增添二氧化碳浓度,考察乳草在生长、无性繁殖、发生化学和物理防御等方面受到的影响.尽量随二氧化碳浓度增添,全部乳草都长得更大,全部的种系生长繁殖都有所提高,但它们在抵制食植昆虫的化学和物理防御方面却大不相同.尤其是它们发生的心脏毒素如强心甾烯类,某些乳草种系随着二氧化碳增添所发生的强心苷增添,而大部分种系却会降低,有些甚至降低了50%.另一种与化学防护相反的途径,是物理防护.如植物叶子更坚硬,生长更快,耐受毛虫啃食的能力就越强.

万尼特指出,虽然植物的防御计谋帮助还是故障了黑脉金斑蝶毛虫尚不明确,但研究结果提供了植物对二氧化碳增添的反映方面的证据,显示了植物保护机制的遗传基础不同,植物—昆虫互动的转变,以及互动作用如何影响了植物对气候转变的顺应性.

主要研究人员、密歇根大学亨利·格里森学院生态与进化生物学研究生万尼特说,植物自我保护和昆虫食用植物的方式,都和环境因素如二氧化碳浓度有关,这些因素会改变食植昆虫带来的“选择压力”,从而影响植物进化.选择压力是进化的动力,会导致一个群体的基因组成改变.如果昆虫给植物带来过多危险,植物就无法乐成繁殖,而那些遗传了抗虫基因特征的植物就会占有优势.这种优势会使具有抗虫基因特征的植物在种群上加倍广布,由“压力”而驱使植物的抗虫性加强.

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