video: Soldier nymphs of Nipponaphis monzeni repairing the gall. view more
Credit: Movie courtesy of Mayako Kutsukake.
一项研究发现，某些蚜虫物种使用自杀式炸弹作为一种社会防御的形式，从而保护群落免受捕食者的侵害。诸如蚂蚁、白蚁和蚜虫等社会性昆虫的为了造福群落而参与利他主义的自我牺牲行为的倾向长久以来被认为是自然界的奇妙事物之一。Mayako Kutsukake、 Takema Fukatsu及其同事描述了当捕食者攻击兵蚜虫（Nipponaphis monzeni ）群落的时候，这种社会蚜虫实施的一种自毁防御的生物化学基础，这种蚜虫的群落位于冬榛树的虫瘿上。在春季，当鳞翅类昆虫挖进这些虫瘿中寻找食物的时候，数十只兵蚜虫急忙赶往这个伤口并且排出富含脂类的体液。在一个可能把它们关在虫瘿之外或者把它们彻底憋死的有风险的操作中，这些迅速干瘪的士兵轻巧地把这种牛奶样的体液涂抹到这个伤口上，这种体液会凝结并封闭这个伤口。对这种液体的生物化学分析揭示出了一种强大的形成凝结的混合物：一种此前未被描述过的大型、球状的充满了脂质的细胞丰富存在，它类似于红细胞；一种称为酪氨酸的氨基酸；把酪氨酸通过一个分步路径转化成黑色素的酚氧化酶；以及一种重复包含的蛋白质，它被编织进了这种凝结块的格子里。兵蚜虫的富含脂质的液体的同步排放围绕着虫瘿的伤口制造出了一个软的凝结块，它迅速变硬，并且通过酚氧化酶的作用，黑色素使其变黑暗。尽管单个兵蚜虫的这样的伤口修复代表了由捕食者引发的固有免疫的平常形式，这些兵蚜虫的集体行动是用于社会防御的一种放大的免疫应答。这组作者说，该研究发现了利他主义社会防御的进化根源的分子线索。
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Journal
Proceedings of the National Academy of Sciences