蚕

蚕为何专吃桑叶揭秘其独特的食性选择


北京白癜风医院 https://baike.baidu.com/item/北京中科白癜风医院/9728824

家蚕对桑叶的偏好几乎达到了独一无二的地步,这种专一的食性在广阔的自然界中可谓独树一帜。究竟是何原因,让蚕对桑叶情有独钟,甚至能够精准地识别出桑叶的独特气息呢?年9月,日本东京农工大学的研究者揭示了一个有趣的发现:家蚕在挑选食物时,会经历类似于计算机安全系统的两步验证过程。首先,它们利用口器下方的下颚须轻轻触碰叶片,若感觉触感与桑叶相似,便会尝试性地咬一口。这一步中,下颚须的味觉神经能以惊人的灵敏度感知到叶片表面的β-谷甾醇、绿原酸和异槲皮苷这三种关键物质。接下来,蚕会进一步用口器上的须形外颚叶品尝叶片汁液中的糖分。值得注意的是,须形外颚叶上的味觉神经对糖分的感知相对迟钝,只有高浓度的糖分才能激活它。完成这两步验证后,蚕才能最终确认所选叶片是否为桑叶,并开始尽情享用。这一独特的判断过程,展示了蚕如何通过不同的器官感受不同的味道,从而精准地识别出桑叶。那么,家蚕为何只偏爱桑叶呢?研究认为,这可能与植物和动物之间的长期军备竞赛有关。植物为避免被捕食,会制造出对动物有毒的物质,而家蚕在进化中获得了分解桑树毒素的能力。若误食其他含毒素的叶片,家蚕可能会因此中毒甚至死亡。这一发现不仅可能推动蚕的人工饲料改进,使养蚕摆脱对桑树的依赖,还可能启发新的害虫控制方法。此外,另一项研究揭示了昆虫取食的多样性。植食性昆虫的取食行为主要受其化学感受体系——嗅觉和味觉的影响。这些昆虫携带大量的“嗅觉受体”和“味觉受体”基因,它们在识别宿主植物及判断食物可食性方面发挥着关键作用。家蚕便是一个典型的例子,它们拥有76个“味觉受体”基因,分布于16条染色体上。

针对位于三号染色体上的唯一“味觉受体”基因GR66,研究人员进行了深入的功能分析。通过转基因和CRISPR/Cas9等基因编辑技术,他们成功获得了GR66的纯合突变体。结果显示,苦味受体基因GR66在家蚕的食物选择中扮演着至关重要的角色。在正常饲养条件下,GR66突变体的生长发育并未受到影响,但其食性却发生了显著变化。这些家蚕开始表现出“味盲”现象,除了桑叶外,它们还乐于尝试苹果、梨、玉米、大豆、花生甚至面包等多样化食物,而对照组的野生型家蚕则仅限于食用桑叶或含桑叶成分的人工饲料。据此,研究人员推断GR66可能是一个家蚕的取食抑制因子,其突变导致抑制作用消失,从而使得家蚕能够无差别地取食桑叶及其他多种食物。该研究为昆虫食性及植物与昆虫的相互作用提供了全新的研究视角,有助于深入探讨单食性或寡食性食草动物的适应机制。从人类的角度来看,若未来养蚕不再仅限于桑叶,我们无需感到惊讶,更不必担忧丝绸的质量问题。甚至,通过调控蚕的饮食,我们可以制造出不同颜色的生丝,从而生产出品质更佳的丝绸。对于这种微妙的昆虫与人类的关系,还将持续很久。




转载请注明:http://www.canadw.com/yljj/16093.html


当前时间:
冀ICP备2021026504号-3