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白瞎了!霸王蝶吃毒草进化出毒性 其捕猎者竟不怕

前瞻网    2021-11-25 09:34

 

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在浓度足够高的情况下,乳草属植物可以杀死一匹马或一个人。为了能够吃这种植物,帝王蝶进化出一套不寻常的细胞变异。加州大学河滨分校的新研究显示,捕食帝王蝶的动物也进化出这些相同的突变。

发表在《当代生物学》杂志的一篇文章描述了在四种帝王蝶捕食者身上发生的这些突变,这四种捕食者包括:一种鸟、一种老鼠、一种寄生蜂和一种线虫。

UCR进化生物学家和研究负责人Simon 'Niels Groen说:“在所有这些动物中同时发生进化,这很了不起,因为植物毒素至少在食物链的三个层次上引起了进化变化!”

乳草毒素的特定目标是动物中被称为钠钾泵的细胞,这种细胞有助于实现心跳和神经发射。它对人类非常重要,我们的身体会从我们所吃的食物中产生能量,而大约三分之一的能量都为这个泵提供动力。当大多数动物吃了乳草,钠钾泵就会停止工作。

两年前,研究人员发现,钠钾泵上三个地方的氨基酸变化不仅使帝王蝶能够食用乳草,而且还能使它们在体内积累乳草的毒素,作为对攻击者的防御机制。研究团队在果蝇身上设计了这些相同的氨基酸变化,随后发现,果蝇变得和帝王蝶一样对乳草有抵抗力。

研究人员从数据库中提取了各种鸟类、黄蜂和线虫的DNA序列信息,以查看它们中是否有任何一种动物在其钠钾泵中出现了氨基酸突变。研究小组发现钠钾泵突变的四种动物之一包括黑头白翅斑雀,它每年在吃掉多达的帝王蝶多达60%。

了解蝴蝶细胞秘密的时间可能已经不多了。专家们估计,帝王蝶的数量已经急剧下降,从20世纪90年代初的大约5亿只下降到现在的1亿只。

科学家说:“气候变化正在威胁着它们每年冬季迁徙去交配的墨西哥森林,而且随着蝴蝶群的变小,它们更容易成为鸟类和老鼠的猎物。”

该研究论文题为'Convergent evolution of cardiac-glycoside resistance in predators and parasites of milkweed herbivores',已发表在《当代生物学》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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