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植食性昆蟲蚜蟲被認(rèn)為是通過將寄主植物轉(zhuǎn)移到其他近緣植物物種而實(shí)現(xiàn)多樣化的。 然而，蚜蟲口蚜不僅與寄主植物有聯(lián)系，而且還與螞蟻有互惠關(guān)系。 一個(gè)研究小組調(diào)查了寄主植物和互惠伙伴在蚜蟲多樣化中的相對(duì)重要性，發(fā)現(xiàn)了蚜蟲一種不尋常的進(jìn)化模式。 生物學(xué)的主要目標(biāo)之一是了解導(dǎo)致地球上物種多樣化的因素和機(jī)制。 植食性昆蟲是地球上最多樣化的生物類群，占昆蟲總數(shù)的40% 以上。 關(guān)于寄主植物的多樣化模式和驅(qū)動(dòng)力，已有許多研究，但與其他生物的相互作用尚未得到解釋。 這項(xiàng)名為“日本口蚜科(Aphididae，Lachninae)與寄主植物利用和螞蟻群落關(guān)系的進(jìn)化多樣性”的研究旨在了解在長期的進(jìn)化歷史中產(chǎn)生植食性和螞蟻相關(guān)口蚜進(jìn)化多樣性的驅(qū)動(dòng)力。 據(jù)了解，蚜蟲與螞蟻建立了一種互惠關(guān)系，它們向螞蟻提供蜜露，以換取螞蟻保護(hù)自己免受天敵傷害，并接受衛(wèi)生服務(wù)。 蚜蟲體型相對(duì)較大，由于需要吸取樹干的汁液，所以一直靜止不動(dòng)。 長期以來，科學(xué)家們一直認(rèn)為，多樣性是蚜蟲將寄主植物轉(zhuǎn)移到其他近親植物物種的結(jié)果。 或者，它們是通過互惠互利的伙伴(比如保鏢螞蟻)來實(shí)現(xiàn)多樣化？ 一些蚜蟲的特征，形態(tài)(結(jié)構(gòu))和行為已經(jīng)進(jìn)化到更好地服務(wù)于它們與螞蟻的關(guān)系。 例如，蚜蟲身體的形狀和顏色已知適合它們有共生關(guān)系的螞蟻的類型。 蚜蟲和它們與螞蟻的共生關(guān)系是如此根深蒂固，沒有它們它們就無法生存。 問題是，哪種因素對(duì)蚜蟲的多樣性影響更大？ 寄主植物，還是互惠互利的螞蟻？ 寄主植物和互惠伙伴在構(gòu)建一組昆蟲進(jìn)化多樣化中的相對(duì)重要性尚未得到充分研究。 山本哲哉和信州大學(xué)的 Takao Itino 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研究了日本34個(gè)地點(diǎn)的160個(gè)口蚜蟲聚居地，以找出答案。 目前在世界范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)口蚜33種4亞種。 大多數(shù)是特定于一個(gè)植物物種或?qū)佟?研究人員尋找已知的寄主植物，并沿著拉西亞斯螞蟻的足跡尋找蚜蟲的聚居地。 然后，研究人員使用貝葉斯信息標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)了他們的線粒體脫氧核糖核酸，這是一種解釋概率的方法，通過這種方法，科學(xué)家可以根據(jù)線粒體和細(xì)胞核 DNA 序列深入了解最可能的血統(tǒng)。 通過分子系統(tǒng)發(fā)育分析，科學(xué)家們鑒定出了38種蚜蟲的單倍型。 他們發(fā)現(xiàn)，口蚜蚜蟲的進(jìn)化多樣性主要是通過寄主植物的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的，而不是相關(guān)的螞蟻物種，因?yàn)槊總€(gè)譜系和單倍型之間對(duì)寄主植物物種具有高度的特異性，沒有重疊，而幾乎所有口蚜蚜蟲的譜系都與兩個(gè)或兩個(gè)以上的螞蟻物種有關(guān)。 雖然該研究小組表明，野口蚜的進(jìn)化是通過寄主植物的變化而多樣化的，但令人驚訝的是，野口蚜的進(jìn)化并不是在近緣植物物種之間進(jìn)行，而是在遠(yuǎn)緣寄主植物物種之間進(jìn)行ーー甚至是在不同的植物種類之間，從橡樹到松樹！ 觀察到這種昆蟲宿主在遠(yuǎn)親寄主植物分類群之間的遷移是很不尋常的。 該研究小組希望繼續(xù)研究，找出導(dǎo)致口蚜寄主特異性的因素。 他們推測，由于野生口吸蟲對(duì)生活在溫帶落葉林中的長期生存螞蟻種群的依賴性，導(dǎo)致這些蚜蟲轉(zhuǎn)移到距離較遠(yuǎn)但在空間上相鄰的寄主樹種，因此它們可能同時(shí)以這兩種物種為食。 他們的最終目標(biāo)是更好地理解螞蟻和植物在塑造以植物為食的昆蟲進(jìn)化中的作用。 信息來源： More information: Tetsuya Yamamoto  文章原創(chuàng) ，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源。 |
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