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菌蠹虫竟然用“酒渍”树木来种植食物?

成年雌性菌蠹虫照料它们的真菌园。 PHOTOGRAPH BY CHRISTOPHER RANGER

成年雌性菌蠹虫照料它们的真菌园。 PHOTOGRAPH BY CHRISTOPHER RANGER

菌蠹虫是世界上第一批农夫;它们的先祖在超过1亿年前演化出这项特征。 PHOTOGRAPH BY CHRISTOPHER RANGER

菌蠹虫是世界上第一批农夫;它们的先祖在超过1亿年前演化出这项特征。 PHOTOGRAPH BY CHRISTOPHER RANGER

一只雌性小粒绒盾小蠹挖掘隧道,通过人造基质。 PHOTOGRAPH BY GERNOT KUNZ, INSTITUTE OF ZOOLOGY, UNIVERSI

一只雌性小粒绒盾小蠹挖掘隧道,通过人造基质。 PHOTOGRAPH BY GERNOT KUNZ, INSTITUTE OF ZOOLOGY, UNIVERSITY OF GRAZ

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Douglas Main 编译:涂玮瑛):菌蠹虫会寻找充满乙醇的树,箇中原因令人惊讶。你或许不会喜欢自己的家是用泡过酒精的木材打造的,但对于菌蠹虫(Ambrosia beetles)而言,这样的家再好不过了。

这种昆虫的维生方式是在死亡、垂死或正承受生存压力的树内栽培真菌「花园」。树木因干旱或洪水等问题而受到压力时,会制造乙醇做为化学副产物--这会给这些种植真菌的甲虫一个暗示:入侵那棵树的时机可能已经成熟了。

菌蠹虫首先在病树内挖掘隧道及走廊交织的网络,即使病树原本还没死亡,这种挖掘行为也往往会杀死病树。美国农业部农业研究署(U.S. Department of Agriculture’s Agricultural Research Service)的昆虫学家克里斯托福.兰杰(Christopher Ranger)说,菌蠹虫将藏在体内携带的真菌孢子种入隧道壁内,并照料真菌做为它们唯一的食物来源。

德国符兹堡大学(University of Wurzburg)的昆虫学家彼得.毕德曼(Peter Biedermann)说,这种昆虫深受乙醇吸引,过去曾有菌蠹虫钻洞进入存酒木桶的记录。毕德曼与兰杰共同撰写一篇关于该现象的新研究。

菌蠹虫也受到德国啤酒屋的吸引,而毕德曼有时会光顾德国啤酒屋(当然是出于研究目的!)。他说:「我常在夏季时发现啤酒里有菌蠹虫。」

浓浓酒气

科学家原本以为,菌蠹虫受乙醇吸引只因为乙醇是树木感受压力时的信号,但兰杰与毕德曼在数年前相识后开始质疑这项观念。

毕竟众所周知,乙醇可杀死多种微生物,其中可能包括与菌蠹虫共生的真菌。兰杰说:「这项观念似乎违反直觉,乙醇似乎不利于真菌生存。」或许乙醇是以不同方式帮助菌蠹虫?

研究团队设计几项实验来寻找答案,主要研究一种称为光滑足距小蠹(Xylosandrus germanus)的菌蠹虫。

兰杰说,这种菌蠹虫为东亚原生物种,已在欧洲与美国的森林、育苗场、果园造成破坏,且能侵袭超过200种树。全球有超过3000种菌蠹虫,光滑足距小蠹是其中之一。

在俄亥俄州一处研究地点,科学家起初将浸泡乙醇的诱饵放在健康树木旁。菌蠹虫会过来挖掘隧道进入树木,然后它们就离开了,并没有开始建立真菌园或繁殖。

然而,当研究人员用乙醇灌溉树木时,树木会浸满乙醇,菌蠹虫则不只会留在树里,也会栖息在树里,建立真菌园并繁衍后代。

兰杰说,这项结果显示乙醇的作用不仅限于引诱剂。兰杰的研究于4月9日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

消灭竞争

接下来,科学家在实验室饲养光滑足距小蠹,让它们生活在充满木屑的试管内。科学家在试管内加入低浓度乙醇,并与未加入乙醇的试管比较后发现,生活在带有乙醇的试管中的光滑足距小蠹,会建立较大的真菌园并繁殖更多后代。

毕德曼说,进一步研究发现,乙醇其实能促进菌蠹虫的共生真菌生长,并杀死不理想、非共生真菌的品种,菌蠹虫不吃这些品种。

德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的昆虫学家欧立克.穆勒(Ulrich Mueller)并未参与该研究,他说明菌蠹虫能藉由选择性栽培食物来源来消灭竞争者。

他很惊讶这项选择方法如此简单,并说他原本预测这样的机制会更复杂,涵盖多种化学物质。

研究人员也发现乙醇也会促进其他受菌蠹虫偏好的共生真菌生长。毕德曼说,这项发现显示这种现象不只存在于光滑足距小蠹。

研究人员希望,了解菌蠹虫的共生真菌如何生长或许能帮助我们了解如何控制菌蠹虫对作物造成的破坏。

目前在育苗场与果园里,「树木处于初期压力时会释放乙醇,但外表看起来完全健康,农人也以为这些树木没事。」兰杰说。 「然后菌蠹虫就来侵袭了。」




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