昆虫报道转载5 2010年1月 - 科学网—博客

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
研究称昆虫体内的防冻剂胜过毛皮
大衣
作者: 来源:网易探索 发布时间:2010-1-22
14:21:57
昆虫在进化过程中产生了各种防冰冻物质,
这种阿拉斯加甲虫能够在气温零下 70℃的环境中
存活下来。
据《纽约时报》报道,当一年最冷的季节来
临时,居住在高纬度地区的人们窝在舒适的房子
里面。我们可能会同情在外面忍受寒冷天气的小
鸟和小松鼠们,因此会喂给它们一些食物。但我
们很少想到那些更小而又不怎么讨人喜欢的动
物,例如,那些在夏天居住在后院或树林中的昆
虫和蜘蛛。
当春天到来时,它们会重新出现,所以不管
怎样它们必须经受严寒的考验。这些既没有皮毛
又没有羽毛保护的动物,在天寒地冻的天气中是
怎样生存下来的呢?
低温天气对生命的真正威胁并不是寒冷,而
是结冰。由于身体和细胞主要是由水组成的,结
冰可能是致命的,因为结冰会破坏细胞内液体和
细胞外液体的平衡,导致细胞萎缩,并对组织造
成不可逆转的破坏。
黑脉金斑蝶,又称帝王蝶,是北美大陆常见
蝴蝶。它是地球上唯一的迁徙性蝴蝶。
因此,昆虫通过进化,采取各种方式以避免
结冰。一种策略是完全逃避冬季。象蝴蝶中的黑
脉金斑蝶迁移到南方越冬。这是一个伟大的解决
方案,但也是一个相对比较罕见的能力。大多数
昆虫在冬天时留在原来的栖息地,所以必须寻求
其他方法以避免结冰。它们有的躲进积雪覆盖着
或霜冻线以下的洞穴里,还有一些昆虫的幼虫躲
到不会完全结冰的湖泊和池塘的底部越冬。
但是有许多昆虫和其它一些动物,要直接与
零度以下的气温打交道,则会通过在体内产生防
冻剂这种生化特性来保护自己。
数十年前。现在在伊利诺伊大学的亚瑟·迪
夫利(Arthur DeVries)和他的同事在南极鱼类的
血浆里第一次发现了动物防冻剂。南极洲周边的
海洋非常寒冷,约为零下 1.7℃,因为海水的咸
度使其在淡水冰点以下几度仍保持液体状态。但
海水里漂浮的大量冰晶粒子对那里的鱼来说是一
种危险,如果这些冰晶粒子被鱼吞入,会在肠道
里形成冰晶,然后,“砰”地一声,海面上就会出
现许多冻鱼条。要防止这种情况发生,除非鱼的
体内能有什么东西来遏止冰晶的膨胀。
这时候鱼类的防冻蛋白在起作用。属于南极
鱼(Notothenioidei)科的大约有 120 种鱼,这些
鱼的组织和血液内充满了防冻剂。它们的防冻剂
是一种蛋白质,这些蛋白质有一个不同寻常的重
复结构,可以与冰晶结合。这样,能把冰晶膨胀
的最低温度降低到约零下 2.2℃。这比南极洋的
最低温度只是稍低点,但与一般鱼类(血浆中不
含抗冻剂的鱼类)血浆的冰点要低整整 2℃。这
一保护上的小小的差距产生了深远的影响,使含
防冻剂的鱼类现在在南极水域中占主导地位。
雪跳蚤其实不是跳蚤而是跃尾虫的一种,它
可以在零下 7 度环境生活。
一些动物如雪跳蚤即使在冬季仍很活跃,当
温度降至零下 7℃时,仍可发现在雪堆上有雪跳
蚤在蹦蹦跳跳。这些小虫子其实不是真正的跳

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
蚤,它们是跃尾虫的一种,是一种原始的无翅昆
虫,能够利用尾巴跳跃很长的距离。加拿大女王
大学(Queen’s University)的劳里·格雷厄姆和彼
得·戴维斯两位教授从雪跳蚤中分离出防冻蛋白,
并发现它们也有一个简单的重复结构,可以与冰
晶结合,防止冰晶膨胀。
雪跳蚤的防冻蛋白与其它昆虫如赤翅甲虫分
离出的防冻蛋白有完全不同的组成,而后者的抗
冻蛋白又与从云杉卷叶蛾幼虫的不同。而且,所
有这些昆虫的防冻剂都不同于使南极鱼存活下来
的防冻剂。每种动物的防冻剂都是进化过程中的
独立发展而来的事物。
但是,昆虫的创新并不限于防冻剂。生物学
家发现了另一个对付极端寒冷天气的策略:有些
昆虫能够忍耐冰冻。像美国阿拉斯加内陆那种最
北端的气候,在隆冬时气温能下降到零下
50℃ ,而且直到 5 月份还是白雪皑皑,温度仍在
零度以下。在这种极端天气下,大多数昆虫都被
冻僵了。例如,阿拉斯加“Upis”甲虫在零下 7℃会
冻僵。但是,令人瞩目的是,它却能够在温度低
至零下 70℃的环境下存活下来。
昆虫能够忍耐冰冻的的关键是它们能够将冰
冻(和解冻)通常会产生的损害减少到最小。它们
在进化过程中产生了各种防冰冻的物质。当冬天
即将到来时,许多耐冰冻昆虫会产生高浓度的甘
油和其它种类的乙醇分子。这些物质并不能阻止
结冰,但能使结冰的速度变慢,从而使细胞周围
的液体以一种更可控的方式结冰,而细胞内的物
质不会结冰。
为了最大限度的保护自己,一些生活在北极
的昆虫综合使用了防冰冻物质和防冻剂来控制冰
晶的形成,从而保护细胞并防止在解冻过程中又
重新结冰。事实上,来自美国圣母大学和阿拉斯
加费班克大学的一个研究小组,最近在 Upis 甲虫
中发现一种新型的抗冻剂。这种防冻剂与其它甲
虫、雪跳蚤和飞蛾的防冻蛋白不同,它是一种被
称为“xylomannan”的多糖,但在抑制冰晶膨胀
上,其效果可以与活性最高的昆虫防冻蛋白相媲
美。
在进化的过程中,避免体内结冰的必要性导
致了许多新事物的出现。防冻剂的新发现提高了
利用更多的化学方法去发现昆虫如何应对极端寒
冷天气的可能性。这不仅是一个深奥的有关北极
昆虫学的问题,而是具有现实意义。长期以来,
对人类器官保存的一个挑战正是这些昆虫已经解
决的问题:如何让组织可以长时间冰冻,然后能
够成功地解冻。一些研究小组正在探索将动物世
界获得的启发应用到医疗手术中去。
原文链接
http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2010/1/227563.s
htm

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
《科学》:科学家完成金小蜂基因
组测序
并揭示了金小蜂一些可能在病虫害防治方面有用
的特征
作者:任海军 来源:新华网 发布时间:2010-1-
16 9:30:02
一个国际科研团队 1 月 14 日报告说,他们
测定了 3 种金小蜂的基因组序列,并揭示了金小
蜂具备的一些可能在病虫害防治方面有用的特
征。这项研究成果刊登在美国最新一期《科学》
杂志上。
金小蜂属于膜翅目昆虫,其成虫身长不过两
三毫米,看似微不足道,却是农作物害虫的天
敌。金小蜂及其多种多样的亲族会在很多昆虫
(包括许多重要的农作物害虫及病媒昆虫)身体
上产卵,因此在农作物害虫防治方面作用很大。
通过基因组测序,研究人员发现了与金小蜂
蜂毒有关的基因,这些蜂毒会在其宿主体内引起
多种效应。他们还确认,金小蜂会从细菌和痘病
毒那里获取新基因。他们还找到了在 3 种金小蜂
中快速演化的细胞核及线粒体基因。此外,金小
蜂还可能对研究脱氧核糖核酸甲基化有用。
这项研究由美国罗切斯特大学的杰克·韦伦
和贝勒医学院的史蒂芬·理查兹领导完成。韦伦表
示,金小蜂属于黄蜂的一种。拟寄生性黄蜂可以
攻击并杀死多种害虫,但很多拟寄生性黄蜂比大
头针的针头还小,因而不为人所关注。实际上,
拟寄生性黄蜂相当于“智能炸弹”,如果能够开发
它们的全部潜力,其在病虫害防治方面的功效要
远远优于杀虫剂。
拟寄生是指寄生者进入宿主体内吸收营养并
把宿主杀死的寄生现象。
原文链接
http://news.sciencenet.cn//htmlnews/2010/1/227309.s
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昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
科学家发现:印度洋留尼汪岛兰花
依靠蟋蟀授粉
作者:孝文 来源:新浪科技 发布时间:2010-1-
15 16:12:11
科学家在印度洋留尼汪岛吃惊地发现,蟋蟀
一直在给一种兰花传粉。
一只蟋蟀正在给附生兰花授粉。
据英国《独立报》报道,科学家发现,蚱蜢
和它们的近亲蟋蟀能像蜜蜂一样给植物传粉。他
们在印度洋留尼汪岛吃惊地发现,蟋蟀一直在给
一种兰花传粉。
蟋蟀跟其他大部分直翅目昆虫一样,它们因
吃植物而出名,人们认为它们对作物生产毫无帮
助。迄今为止众所周知的传粉昆虫包括蜜蜂、蚂
蚁、甲虫、蜂鸟、蝴蝶和飞蛾,甚至连鸟类和蝙
蝠也能给植物传粉,但是它们中并不包括蟋蟀和
蚱蜢。兰花研究人员克莱尔·米克奈在留尼汪岛的
雾林里安装的夜间摄像机,记录下蟋蟀的这一惊
人行为,一只蟋蟀正在给附生兰花——
Angraecum cadetii 授粉。
米克奈与英国皇家园林邱园合作进行了这项
研究,他说:“我们对花朵的花粉含量进行监控得
知,蟋蟀正在给兰花授粉。然而我们在白天并没
观测到这一现象。这也是我们安装夜间摄像机,
拍摄蟋蟀的这一行为的原因。第一次看到这个脚
本,我们就意识到我们已经拍下 Angraecum 兰花
授粉方法的一次惊人转变。”
Angraecum 兰花与马达加斯加岛的彗星兰
(comet orchid)是近亲,达尔文通过推理认为,长
着长喙的飞蛾可以给彗星兰授粉,因为这种植物
拥有长长的花距(nectar spur)。达尔文去世几年
后,他的这一理论被证实是正确的,研究显示,
给这种兰花授粉的是长着 14 英寸(35 厘米)长喙的
天蛾。
然而留尼汪岛上并没有天蛾,因此科学家认
为,该岛原产于马达加斯加岛的 3 种Angraecum
兰花通过进化,花距变得更短,这样它们就可以
通过蟋蟀等其他昆虫授粉。米克奈博士的发现发
表在 1 月 12 日的《植物学年报》(Annals of
Botany)上。
米克奈和同事亚克斯·弗内尔安装的那个运
动感应夜间摄像机拍到的这个脚本,展示了蟋蟀
在离开 Angraecum 兰花时,头上沾着花粉。蟋蟀
头的大小跟这种兰花花距的开口正好相符。这种
没有翅膀的蟋蟀通过跳跃落到兰花上,或者先跳
到附近的植物上,然后再爬上兰花。
原文链接
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/1/227303.s
htm

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
冈比亚按蚊用声音频率选择配
偶
作者:Gabriella Gibson 来源:《当代生物学》 发
布时间:2010-1-12 10:52:43
蚊子的嗡嗡声让人厌烦,但这却是它们彼此间辨
别身份的标志和吸引“另一半”的“情歌”。英国一
项最新研究显示,非洲的冈比亚按蚊可以靠声音
的差别来区分不同的种群。
英国萨塞克斯大学等机构研究人员在新一期
《当代生物学》(Current Biology)杂志上报告
说,冈比亚按蚊分为多个亚种,这些亚种在外表
上几乎完全一致,但却很少杂交,这使得冈比亚
按蚊保持了较高的基因多样性,因此适应性更
强,从而成为不易对付的疟疾传播载体。
研究人员此前曾发现,蚊子扇动翅膀发出的
嗡嗡声可成为它们之间的交流手段。对冈比亚按
蚊的最新研究又发现,不同亚种的蚊子在声音频
率上有差别。当同一亚种的两只异性冈比亚按蚊
互相接近的时候,它们会调整各自的声音频率,
达到一个较好的“和声”,然后交配。而不同亚种
的蚊子相互间难以完成这场“对歌”,从而避免杂
交。
研究人员说,这是首次发现冈比亚按蚊利用
声音频率选择配偶的特点,它将有助于通过开发
干扰其交配的手段,提高防控疟疾的水平。(来
源:新华网 黄堃)
原文链接
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2010112105243
3358318.shtm

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
发现口中有昆虫痕迹的古爬行
动物化石
作者: 来源:《生物学通讯》 发布时间:2010-
1-6 11:13:18
远古时代的爬行动物吃昆虫吗?新一期英国
《生物学通讯》杂志报告说,研究人员首次发现
了口中还残存有昆虫痕迹的古爬行动物化石。
加拿大布雷顿角大学等机构研究人员在报告
中说,他们在美国俄克拉何马州一个小镇的山洞
里发现了两块爬行动物的头骨化石,并在两块化
石的口中分别发现了已和化石融为一体的昆虫肢
体。
研究显示,这些化石的年代在约 2.8 亿年
前。对于那个年代爬行动物的食物构成,人们一
直所知不多。有研究者认为早期爬行动物的牙齿
尖利且向内弯曲,有利于捕食昆虫,因此可能是
以昆虫为食,但这只是间接证据。此次考古发现
为此提供了直接而强有力的证据。(来源:新华
网 黄堃)
原文链接
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2010161113184
748255.shtm?id=8255

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
研究称:性魅力强的雌果蝇繁
殖力却弱
作者:若离 来源:网易探索 发布时间:2010-1-5
14:16:41
据美国国家地理网报道,一项新的研究显
示,与雌性魅力平平的果蝇相比,“更性感”的雌
蝇承受的痛苦更多。
多伦多大学的进化生物学家特里斯坦·朗是
这项研究的领头人,他表示:最有吸引力的雌果
蝇也是个头最大的雌蝇,能产最多的虫卵。因为
大量雄蝇的追求,它们孵化的幼虫比那些性魅力
不及的同类要少。
朗认为出现这种状况的原因有两方面:一方
面,雄蝇不断的求偶行为阻碍了雌蝇觅食;另一
方面,过多的性交让雌蝇体内的有毒精液无法承
受。
果蝇通常用在实验室研究中,因为它们的寿
命大概只有一个月,所以科学家可以很快通过各
代果蝇辨别出它们的进化趋势。
自私的性
朗和同事们首先开发出一系列立体模型,由
此预测:雄果蝇过多的不懈求偶行为会危害雌蝇
繁衍后代。
研究组将一只雄蝇与一大一小两只雌蝇放在
一起。雄蝇会更多地去纠缠体型大的雌蝇。接下
来,不论与雄蝇很少接触还是频繁接触,研究人
员都对大小两只雌蝇的繁殖率做了对比。在频繁
接触的条件下,实验结果显示体型大的雌蝇繁殖
率比体型小的同类要低。
这些发现都登载于 12 月 8 日出版的《公共
科学图书馆·生物学》(PLoS Biology)。朗表
示,一直以来关于性选择和自然选择是不是总值
得称颂都有争论,这些研究成果无疑又让它浮出
水面。
自然选择促使能增加物种存活几率的基因进
化,而性选择则使那些繁殖成功几率大的基因得
以进化。朗说:“在某种程度上可以认为,最有魅
力的个体之所以能吸引雄性是因为它们体内有最
好的基因。”
“性策略让释放魅力的个体雌蝇能受孕而获
益,所以它是成功的,”研究人员解释,“即使实
施这一战术要以雄蝇、甚至是整个物种的数量为
代价。”
为了追求那些魅力十足的雌蝇,大批雄果蝇
成为自身物种进化的牺牲品。因为它们的求偶行
为会降低雌蝇的繁殖率,使种群中的雌蝇无法更
好地快速繁衍下一代。
即使世界上最后一条孔雀鱼也不例外
其他的雌性物种也和雌果蝇的处境相似,遭
到雄性追求对象的非礼待遇。
研究人员认为,许多雌性的昆虫和蜥蜴会把
精子存在体内,它们只需要和雄性交配一次就可
以产出足够一生受用的幼虫卵,不过这还是取决
于雄性的求爱行为。
雄孔雀鱼求偶时非常有攻击性,雌性因此连
寻找食物都受到限制,这还会导致更糟糕的结
果。研究人员说:“雄性的霸道求爱会迫使雌孔雀
鱼为避免骚扰而转移栖息地,到那些可能被吞食
的危险水域去。”然而,现在还不能确定这对雌性
动物而言都是消极影响。
比如对某些种类的蟋蟀来说,雄蟋蟀在输出
精子时也把大量的营养成分传送给雌蟋蟀为食。
原文链接
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/1/226852.s
htm

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
研究表明蝗虫走路不凭感觉靠
视觉
作者: 来源:《当代生物学》 发布时间:2010-
1-5 10:30:43
一项新研究发现,蝗虫并不是靠“感觉”走
路,而是依靠“视觉”精确定位自己的每一步,这
表明人类可能低估了蝗虫的视觉导向系统。
此前研究表明,昆虫大多靠触角等器官凭
“感觉”行走或飞行,依靠视觉引导行走对于脑部
较小的昆虫来说似乎过于高级。
英国剑桥大学的研究人员在《当代生物学》
杂志上发表论文说,他们做了一系列实验,让蝗
虫爬梯子,并用高速摄像机拍摄,结果捕捉到蝗
虫的每一次绊倒和失足情况。他们还观察了涂黑
蝗虫一只眼、去除它们触角或前腿传感器、拆掉
梯子中间一根横档后蝗虫的走路方式。
观察表明,蝗虫通过视觉引导行走的方式与
人类类似,不过在形式上要简单一些。尼文说,
这说明蝗虫也具有一定水平的大脑视觉处理能
力。
研究结果还表明,与人类两眼并用的视觉能
力相比,蝗虫仅能依靠单眼视觉来控制与该眼同
侧的腿部运动。蝗虫在提腿前就确定好了落脚的
位置,这一点也与人类不同,如果中途发生意
外,它们就会失足踩空,而人类在迈出脚步时会
防备意外的危险,并在必要时作出调整。
研究人员指出,这项研究揭示了昆虫是如何
利用较少的神经细胞、很可能是较为简单的机
制,来实现类似于人类或猫这样的脊椎动物的行
走能力。(来源:新华网)
原文链接
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2010151030434
128252.shtm?id=8252

昆虫报道(转载)5 2010 年 1 月
臭虫与一种寄生细菌互利共生
作者:Takema Fukatsu 来源:PNAS 发布时间:
2010-1-5 10:30:44
日本产业技术综合研究所研究人员日前在美
国《国家科学院院刊》(PNAS)网络版上报告
说,他们发现臭虫必须与一种寄生细菌共生,才
能正常生长和繁殖。这项成果将帮助人们防治臭
虫。
从 20 世纪 20 年代起就有一些报告称,臭虫
的精巢或卵巢附近有一种特殊细胞群,里面的细
胞内存在大量细菌。产业技术综合研究所的研究
人员以生长在日本和澳大利亚的 105 只臭虫为研
究对象,解剖它们精巢或卵巢附近的上述细胞
群,并进行基因测试,结果发现了名为尖音库蚊
沃尔巴克氏体的寄生细菌基因。研究人员说,这
说明 105 只臭虫体内都有这种寄生细菌。
研究人员除去这些臭虫体内的尖音库蚊沃尔
巴克氏体,然后让它们以吸食混入抗生物质的血
液为生,结果这些臭虫的卵的孵化率急剧下降,
即便孵化出幼虫,也都不能发育为成虫。这表
明,感染尖音库蚊沃尔巴克氏体对臭虫的正常生
长和繁殖非常重要。
那么,尖音库蚊沃尔巴克氏体到底为臭虫提
供了什么东西呢?臭虫以脊椎动物的血液为生。
血液看似营养丰富,实际上却缺乏昆虫所必需的
B 族维生素。研究人员发现,在喂食臭虫的血液
中添加 B 族维生素,这样即使臭虫体内的尖音库
蚊沃尔巴克氏体被清除,臭虫照样能够正常发
育。
大约 60%至 70%的昆虫体内都寄生着尖音
库蚊沃尔巴克氏体,而这次研究是人们首次发现
这种寄生细菌与臭虫有互利共生关系。研究人员
指出,今后可以研制通过消除尖音库蚊沃尔巴克
氏体来防治臭虫的方法。(来源:新华网)
原文链接
http://paper.sciencenet.cn//htmlpaper/201015103044
7718251.shtm
赵新成 编辑
2010 年 1 月 30 日
所有版权属原作者