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昆虫信息
昆虫也可能进行光合作用!!!
添加时间:2012-12-31 16:06:09    浏览次数:1957     来源:(生物谷Bioon.com)     作者:吕 兴  【 】 关闭窗口


能够捕获阳光中能量的色素在豌豆蚜的代谢中扮演了一个重要角色。

   蚜虫的生物学特性真是太奇特了——雌蚜虫生下来就可以繁殖而无需雄性,而雄蚜虫有时候竟然没有长嘴,致使它们在交配后不久便会死去。

   而这一项研究成果又为它们的特异功能名单添加了惊人的一笔:它们竟然也能够捕获阳光,并按照代谢的目的使用这些能量。

   蚜虫是动物世界中唯一具有合成色素——类胡萝卜素——本领的成员。很多动物依赖这种色素完成一系列功能,例如保持一个健康的免疫系统,或合成某些维生素,然而所有其他动物必须通过它们的食物来获得这种色素。昆虫学家Alain Robichon和同事指出,在蚜虫中,这种色素能够吸收来自太阳的能量,并将其转化为参与能量生产的细胞机制。

  尽管这在动物界是前所未有的,但这种能力在其它生物王国中却很普遍。植物和藻类,还有某些真菌及细菌也能够合成类胡萝卜素,并且在所有这些生物体中,这种色素形成了光合作用的一部分。

   自从2010年发现蚜虫体内高水平的类胡萝卜素是自产自销以来,Robichon和他的研究团队便开始着手调查,这种昆虫为什么要合成这种昂贵的代谢化学物质。

   类胡萝卜素决定了蚜虫的色素沉着,而蚜虫的颜色又决定了哪些捕食者能看到它们。Robichon实验室中的蚜虫颜色受到了环境的影响——寒冷有利于形成绿色蚜虫,最适的生存条件会使蚜虫变为橙色,而当种群很大且面对有限的资源时,蚜虫便会变为白色。

  当研究人员测量了蚜虫体内的ATP(三磷酸腺苷,所有生物体中能量转移的通货)水平后,结果令人震撼。与几乎没有这种色素的白蚜虫相比,具有高水平类胡萝卜素的绿蚜虫体内携带了更多的ATP。此外,当把橙色蚜虫——拥有中间数量的类胡萝卜素——放置到阳光下时,其ATP生成将会增加,而当将其转移到黑暗中时,其ATP含量便会下降。

   研究人员于是将橙色蚜虫碾碎并提纯了它们体内的类胡萝卜素,进而证明这些提取物能够吸收阳光并传递这种能量。

   研究作者强调,在科学家确认蚜虫真的能够进行光合作用之前还需要进行更多的工作,但是这些发现显然抛出了这种可能性。胡萝卜素分子在动物体内的排列方式也进一步证明了这种假设。这种色素在昆虫角质层的深处形成了一个040微米的薄层,从而使其位于捕捉太阳光的一个完美的位置上。

 

   昆虫遗传学家Nancy Moran最早发现了蚜虫具有与类胡萝卜素合成有关的基因,她指出这里依然有许多没有被回答的问题。Moran说:能量生产对蚜虫而言似乎是个最小的问题——它们的食物承载了太多的糖,其中的大部分都是没有用的。这便引出了一个问题,蚜虫为什么还要进行光合作用。但Capovilla推断,一个电池一样的备份或许能够在环境压力面前为昆虫提供帮助,例如当它们迁徙到一株新的宿主植物上时。


 
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