動物所在蝗蟲羣體防禦機制研究中獲進展_風聞

@鶴九Tsuruku

“中國科學院院士、中國科學院動物研究所研究員康樂率領的飛蝗（Locusta migratoria）研究團隊結合生物化學、分子生物學和行為生態學的研究方法對羣居飛蝗防禦天敵的機制進行了深入研究。研究團隊發現羣居型飛蝗大量釋放揮發物性化合物苯乙腈（Phenylacetonitrile），而散居型幾乎不合成苯乙腈，它是兩型飛蝗差別最大的信息化合物。該化合物對種羣密度變化響應十分靈敏，羣居散居化處理後釋放量大幅下降，而散居羣居化處理後會急劇產生苯乙腈。

苯乙腈在沙漠蝗（Schistocerca gregaria）中被認為是種內交流的聚集素（Aggregation pheromone）或性信息素（Sex pheromone），但長期以來存在很大的爭議。動物所的科學家通過行為測定並沒有發現飛蝗對不同濃度苯乙腈表現出趨化性，否認了苯乙腈在飛蝗中是聚集信息素的可能性。因為苯乙腈是苯丙氨酸代謝途徑的一箇中間化合物，最終生物合成劇毒化合氫氰酸（Hydrogen cyanide）。因此，他們提出科學假説：苯乙腈可能是一種嗅覺警戒化合物，可進一步合成氫氰酸達到防禦天敵的目的。”

“在此基礎上，利用警告研究的模式食蟲鳥—大山雀開展了飛蝗與天敵互作的研究。在雙選擇實驗中，大山雀顯著攻擊和取食散居型飛蝗，而不喜歡羣居個體或者説羣居飛蝗不好吃。為了明確是否苯乙腈是大山雀不喜歡羣居飛蝗的主要原因，他們通過在散居飛蝗添加苯乙腈，羣居飛蝗干擾苯乙腈合成酶和羣居RNAi飛蝗塗抹苯乙腈等一系列實驗證明了羣居飛蝗不好吃的確是其含有苯乙腈引起的。”

“研究模式圖解：羣居飛蝗（Gregarious locusts）在高密度（Crowding）刺激下起動CYP305M2基因將苯丙氨酸（L-Phenylalanine）轉化為苯乙醛肟（Z-Phenylacetaldoxime），苯乙醛肟快速水解為苯乙腈（Phenylacetonitrile，PAN）。苯乙腈作為嗅覺警告信號（Warning signal）對天敵大山雀產生強烈的排斥性。當羣居飛蝗受到大山雀攻擊時PAN會轉化為劇毒氫氰酸（HCN）。這樣羣居飛蝗利用PAN的警告和轉化為HCN的雙重功能實現了化學防禦天敵的作用。散居狀態的飛蝗（Solitary locust）CYP305M2基因失活，化學防禦被阻斷，採用色彩擬態（Camouflage）防止被天敵發現來保護自己。一旦暴露給天敵便會成為美食。”

“蝗蟲好吃，但是味道難聞，如果鳥類執意要吃，蝗蟲立即將苯乙腈轉化為毒物氫氰酸。蝗蟲沒有天敵威脅的情況下，其體內的苯乙腈就不會轉化為毒物氫氰酸。苯乙腈作為嗅覺警告信號的確可以提示捕食者飛蝗潛在含有的劇毒物質氫氰酸的風險性。因此，捕食者可能進化出了迴避氫氰酸風險而對苯乙腈產生了天生的拒避反應。”

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簡而言之，散居的沙漠蝗，靠保護色卑微地活着，在温和狀態幾乎不合成苯乙腈，可以吃，好吃，鳥喜歡吃。集羣的沙漠（飛）蝗大量合成苯乙腈，從温和狀態變成喪屍狀態，不好吃，難聞有毒，鳥不喜歡吃。如果鳥非要吃，苯乙腈可能會轉變為有毒氫氰酸。

蝗災大規模發生時，吃光蝗蟲既不現實也不可能，養雞也做不到。