蚜虫|无须“交谈”也能跨物种“催生”
科学家揭示蚂蚁与蚜虫互惠共生秘密
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一只红火蚁正在取食棉蚜排泄出来的蜜露 。课题组供图
■采访人员 李晨阳
蚂蚁和蚜虫是自然界的一对经典“CP”：蚂蚁为柔弱的蚜虫提供保护，蚜虫则报以甜美的蜜露 。而为了获取更多蜜露，蚂蚁甚至能“催”蚜虫生育更多后代 。在看似“语言”不通的两种生物之间，“催生”是怎么做到的呢？
近日，河北大学生命科学学院教授陈立团队联合中科院动物研究所、福建农林大学、瑞士纽沙泰尔大学等国内外团队在《当代生物学》发表论文，揭示了蚂蚁和蚜虫更隐秘的沟通机制 。
天然CP 相爱相杀
俗话说，“吃得到一起，才能过得到一起” 。
蚂蚁和蚜虫就是这种关系：蚜虫喜欢吸食植物汁液，并从中摄取它们需要的氨基酸 。但植物汁液中的氨基酸含量低、糖分含量高，所以蚜虫只好将过量的糖分排出体外 。这些甜蜜的“排泄物”，就成了蚂蚁最喜欢的琼浆玉露 。
而蚂蚁也不白吃 。它们会尽可能保护柔弱的蚜虫免受瓢虫、寄生蜂等天敌侵害 。在蚂蚁的照顾下，蚜虫种群往往能快速发展壮大 。
“在蚂蚁—蚜虫共生体系中，蚂蚁和蚜虫都能获益，这种共生现象在自然界广泛存在 。”论文通讯作者陈立对《中国科学报》说 。
有“相爱”就有“相杀” 。当蚜虫数量越来越多，其寄生的植物不够吃时，蚜虫就会向邻近的植株迁移，或产生一批有翅蚜进行远距离迁移，继续繁衍生息 。这在蚂蚁看来，相当于圈里的小羊想逃跑 。因此，蚂蚁会采取一些手段限制蚜虫迁移 。
2007年英国科学家就发现，蚂蚁不仅可以咬掉蚜虫的翅膀来防止它们飞走，还能用化学物质来控制蚜虫 。在蚂蚁信息化学物质的影响下，共生蚜虫走得慢，也“不愿意”离开 。但究竟是什么信息化学物质能把蚜虫“留住”，这篇论文并没有明确 。
陈立读到这篇文献时，还在国外做博士后 。他对这个方向的研究萌生了很大兴趣 。
信息相通 心有灵犀
回国后，陈立开始着手在实验室建立蚂蚁—蚜虫共生体系，他选择了自己熟悉的红火蚁和国内常见的棉蚜作为实验对象 。
研究发现，当红火蚁和棉蚜共生时，棉蚜的种群数量增长很快 。一系列的化学成分分离、人工合成、电生理活性和行为活性测试显示，红火蚁释放的跟踪信息素就是蚂蚁用于控制蚜虫的信息化学物质 。跟踪信息素中的主要成分——Z,E-a-farnesene能抑制棉蚜的扩散，提高蚜虫的繁殖率 。
那究竟什么是跟踪信息素呢？
蚂蚁本身是一类社会性昆虫，群体内所有分工协作都受到信息化学物质的调控 。当一只工蚁在觅食过程中发现食物后，会返回巢穴招募同伴搬运食物，并在走过的路径上留下一些特殊的信息化学物质，以指引同伴前往食物所在地，这种信息化学物质就是跟踪信息素 。对红火蚁来说，取食棉蚜排泄的蜜露就是一种觅食行为，所以红火蚁会在棉花植株上留下跟踪信息素 。
“一个物种的信息素可以影响另一个物种，这并不稀奇 。例如人们很早就知道，白蚁释放的信息素可以被天敌感知到，以此为线索来跟踪捕食白蚁 。但一个物种的信息素能影响到另一个物种的生殖行为，这可能还是第一次报道 。”陈立说 。
论文推测，蚂蚁跟踪信息素展现出的这种功能具有重要的生态学意义 。“对蚜虫来说，跟踪信息素代表着蚂蚁‘保护神’就在身边，让它们有安全感，更愿意生娃而不是搬家；而对蚂蚁来说，安抚了蚜虫，也就保障了自己的食堂有源源不断的蜜露供应 。”陈立说 。
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