士鋒生物：大氣二氧化碳水平增加或改變植物進化路線

時間：2013/7/1閱讀：685

自然界很多植物都能產(chǎn)生一些苦味毒素以保護自己不被昆蟲吃掉，乳草也是其中之一。這種化學防御導致了植物和昆蟲之間的斗爭史，如馬利筋乳草和吃它們的黑脈金斑蝶毛蟲。蕾切爾·萬尼特和馬克·亨特對密歇根州北部的一種普通乳草敘利亞馬利筋進行了調(diào)查，研究了不同基因的乳草種系對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吃掉的可能性。研究人員在實驗中不斷增加二氧化碳濃度，觀察乳草在生長、無性繁殖、產(chǎn)生化學和物理防御等方面受到的影響。盡管隨二氧化碳濃度增加，所有乳草都長得更大，所有的種系生長繁殖都有所提高，但它們在抵抗食植昆蟲的化學和物理防御方面卻大不相同。尤其是它們產(chǎn)生的心臟毒素如強心甾烯類，某些乳草種系隨著二氧化碳增加所產(chǎn)生的強心苷增加，而大部分種系卻會降低，有些甚至降低了50%。另一種與化學防護相反的途徑，是物理防護。如植物葉子更堅硬，生長更快，耐受毛蟲啃食的能力就越強。萬尼特指出，雖然植物的防御策略幫助還是妨礙了黑脈金斑蝶毛蟲尚不明確，但研究結(jié)果提供了植物對二氧化碳增加的反應(yīng)方面的證據(jù)，顯示了植物保護機制的遺傳基礎(chǔ)差異，植物—昆蟲互動的變化，以及互動作用如何影響了植物對氣候變化的適應(yīng)性。主要研究人員、密歇根大學亨利·格里森學院生態(tài)與進化生物學研究生萬尼特說，植物自我保護和昆蟲食用植物的方式，都和環(huán)境因素如二氧化碳濃度有關(guān)，這些因素會改變食植昆蟲帶來的“選擇壓力”，從而影響植物進化。選擇壓力是進化的動力，會導致一個群體的基因構(gòu)成改變。如果昆蟲給植物帶來過多危險，植物就無法成功繁殖，而那些遺傳了抗蟲基因特征的植物就會占據(jù)優(yōu)勢。這種優(yōu)勢會使具有抗蟲基因特征的植物在種群上更加廣布，由“壓力”而驅(qū)使植物的抗蟲性增強。

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