黄蜂在首次观察到的防御策略中利用猪笼草的力量

俗话说：“当生活给你柠檬时，把酸味变成半透明的小球，让你的幼崽成长。至少，俗话说的是一种叫做犬妖蜂的微小昆虫，最近发现它的幼虫诱导植物生长，称为瘿，含有类似于柠檬的酸度水平。

“这令人兴奋，因为它代表了一种新的防御系统，我们以前从未见过，”宾夕法尼亚州立大学昆虫学家Antoine Guiguet说，他是今天(1月<>日)发表在《生物学快报》上的一篇关于这一发现的论文的主要作者。

几十年来，人们已经知道，大多数犬妖蜂物种将化学物质注入叶子中，以诱导橡树在其幼虫周围产生保护性瘿或生长物，以确保其发育中的后代的安全。胆在昆虫幼虫发育期间收容和喂养昆虫，并具有防御功能以抵御天敌。瘿最终从树上掉下来，黄蜂幼虫吃掉了它们的方式，留下小球在森林地面上分解。

所有这些工作都需要化学反应，直到最近，在瘿中发现的主要防御性化合物是单宁，它们积聚在胆的表面，防止食草动物以胆为食的损害。事实上，橡木胆中的单宁含量非常高，当压碎并浸泡在水中时，它们会产生深棕色液体，形成长效墨水的基础 - 曾经用于书写美国独立宣言，宪法和权利法案的墨水。

“这太迷人了，因为这是一种利用化学来迫使植物听从命令的动物，”宾夕法尼亚州立大学昆虫学教授，该研究的共同作者John Tooker说。“这真的是一种寄生操纵。昆虫让植物制造它所需要的确切食物，这解释了为什么瘿进化的营养假说，但毫无疑问，它必须与防御方面相结合，因为如果你有一个很好的食物来源，其他东西会想吃它。

在他们的研究中，研究人员揭示了半透明橡树胆中寄主植物化学的潜在新操作，其中黄蜂将其发育中的胆内部的pH值降低到猪笼草使用的酸度水平。

“我们知道如此低的pH值在植物中通常很少见，”Tooker说。“我们测量的pH值接近猪笼草内部的酸性，这与柠檬大致相同。我们假设它的作用是防御。任何想钻进去的东西都会被这种酸性环境吓倒。

研究人员检查了半透明橡树胆的有机酸含量，并使用质谱法将其与水果和其他胆进行比较，质谱法是一种用于研究化学物质的分析技术。他们发现苹果酸是一种在苹果中含量特别高的酸，占瘿中检测到的有机酸的66%。苹果酸的浓度是其他胆的两倍，是苹果的两倍。他们还发现，胆的pH值在2到3之间，使其成为植物组织中发现的最低pH值之一。

“苹果酸是细胞代谢的基本组成部分，所以它存在于橡树内，所有植物和动物细胞中，浓度很低，”Guiguet说。“令人惊讶的是，这种黄蜂能够诱导其在植物细胞的储存室中积累，称为液泡。

半透明的橡木胆的pH值低于3，是迄今为止测量的酸性最强的植物组织之一。他解释说，在这一发现之前，只有柑橘类水果组织能够达到这种极端的酸度。

研究人员假设黄蜂可能已经发展出酸性瘿，作为在大多数其他橡树瘿中观察到的单宁积累的替代策略。他们说，像单宁一样，低pH值会降低昆虫蛋白质消化的效率，因为毛毛虫后肠是高碱性的。

但与单宁不同的是，酸性环境也可以证明对寄生蜂有效，寄生蜂是犬妖蜂的主要敌人，因为它可能会降解雌性寄生蜂用来将卵插入胆的针状器官的组织。

“犬类黄蜂诱导瘿的分子机制仍然是一个谜，”Guiguet说。“现在，我们通过证明它们已经进化出改变pH的能力来增加这个谜团。

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