密歇根大學(xué)最近一項(xiàng)研究指出，大氣中二氧化碳水平增加導(dǎo)致全球變暖，可能影響植物與昆蟲(chóng)之間的相互作用，改變植物的進(jìn)化路線。
自然界很多植物都能產(chǎn)生一些苦味毒素以保護(hù)自己不被昆蟲(chóng)吃掉，乳草也是其中之一。這種化學(xué)防御導(dǎo)致了植物和昆蟲(chóng)之間的長(zhǎng)期斗爭(zhēng)史，如馬利筋乳草和吃它們的黑脈金斑蝶毛蟲(chóng)。蕾切爾·萬(wàn)尼特和馬克·亨特對(duì)密歇根州北部的一種普通乳草敘利亞馬利筋進(jìn)行了調(diào)查，研究了不同基因的乳草種系對(duì)大氣中二氧化碳濃度增加的不同反應(yīng)，以及這種反應(yīng)如何影響它們被昆蟲(chóng)吃掉的可能性。
研究人員在實(shí)驗(yàn)中不斷增加二氧化碳濃度，觀察乳草在生長(zhǎng)、無(wú)性繁殖、產(chǎn)生化學(xué)和物理防御等方面受到的影響。盡管隨二氧化碳濃度增加，所有乳草都長(zhǎng)得更大，所有的種系生長(zhǎng)繁殖都有所提高，但它們?cè)诘挚故持怖ハx(chóng)的化學(xué)和物理防御方面卻大不相同。尤其是它們產(chǎn)生的心臟毒素如強(qiáng)心甾烯類，某些乳草種系隨著二氧化碳增加所產(chǎn)生的強(qiáng)心苷增加，而大部分種系卻會(huì)降低，有些甚至降低了50%。另一種與化學(xué)防護(hù)相反的途徑，是物理防護(hù)。如植物葉子更堅(jiān)硬，生長(zhǎng)更快，耐受毛蟲(chóng)啃食的能力就越強(qiáng)。
萬(wàn)尼特指出，雖然植物的防御策略幫助還是妨礙了黑脈金斑蝶毛蟲(chóng)尚不明確，但研究結(jié)果提供了植物對(duì)二氧化碳增加的反應(yīng)方面的證據(jù)，顯示了植物保護(hù)機(jī)制的遺傳基礎(chǔ)差異，植物—昆蟲(chóng)互動(dòng)的變化，以及互動(dòng)作用如何影響了植物對(duì)氣候變化的適應(yīng)性。
主要研究人員、密歇根大學(xué)亨利·格里森學(xué)院生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)研究生萬(wàn)尼特說(shuō)，植物自我保護(hù)和昆蟲(chóng)食用植物的方式，都和環(huán)境因素如二氧化碳濃度有關(guān)，這些因素會(huì)改變食植昆蟲(chóng)帶來(lái)的“選擇壓力”，從而影響植物進(jìn)化。選擇壓力是進(jìn)化的動(dòng)力，會(huì)導(dǎo)致一個(gè)群體的基因構(gòu)成改變。如果昆蟲(chóng)給植物帶來(lái)過(guò)多危險(xiǎn)，植物就無(wú)法成功繁殖，而那些遺傳了抗蟲(chóng)基因特征的植物就會(huì)占據(jù)優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)會(huì)使具有抗蟲(chóng)基因特征的植物在種群上更加廣布，由“壓力”而驅(qū)使植物的抗蟲(chóng)性增強(qiáng)。
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