这些甲虫会嗅出感染真菌的树木,以寻找下一个目标

欧洲树皮甲虫触角上的特化神经元可以感知真菌产生的树脂。
Several European spruce bark beetles on a dry piece of wood.
欧洲云杉树皮甲虫会钻入树皮,最终杀死树木。Deposit Photos

欧洲各地的针叶林正遭受一种微小却影响巨大的威胁的侵袭。异常高的温度和夏季干旱助长了欧亚云杉树皮甲虫(Ips typographus)的数量激增,最终导致树木死亡。林业管理部门正争分夺秒地解决这个问题。2022年7月,英国林业委员会启动了一项新的管理计划,以应对甲虫爆发并阻止其未来蔓延,特别是在英格兰西南部。自2018年以来,仅德国就有五十万公顷森林遭受损失,其中云杉树种受到的打击尤为严重,这种甲虫也被称为欧洲树皮甲虫

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这些小型甲虫钻入挪威云杉树的树皮,一旦进入,它们就会交配并产卵。它们似乎还优先攻击已经感染了共生真菌的云杉树,例如Grosmannia penicillata,据信这种真菌会削弱树木并破坏其化学防御。这使得甲虫能够在树皮内成功繁殖。

2月21日发表在《PLoS Biology》杂志上的一项研究中,一个团队调查了昆虫用来识别感染了该真菌的寄主树的化学信号。该团队在实验室对圈养的树皮甲虫和挪威云杉树皮样本进行了实验。

实验发现,真菌将树皮树脂中的化学物质单萜分解成新化合物,包括樟脑侧柏醇。他们还发现,在感染12天后,真菌产生的化合物在树皮样本释放的化学混合物中占主导地位。

一只被树皮甲虫袭击而最近死亡的挪威云杉树皮中的欧洲云杉树皮甲虫的蛹。图片来源:Dineshkumar Kandasamy。

此外,对甲虫触角感觉神经元的单细胞记录显示,这些虫子可以检测到樟脑和侧柏醇。行为实验发现,树皮甲虫会被含有这些真菌产生的化合物的树皮所吸引。这些化合物可能允许树皮甲虫评估真菌的存在并找到适合食用和繁殖的树木。

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该研究的作者认为,了解这些化学化合物在树皮甲虫袭击中的作用,有助于制定更好的害虫管理策略,并保护欧洲针叶林免受未来疫情的爆发。

“目前每年在欧洲杀死数百万棵云杉树的树皮甲虫,其袭击得到了真菌同伴的支持,”该研究的合著者、德国马克斯·普朗克化学生态学研究所的生物化学家Jonathan Gershenzon在一份声明中表示。“我们发现,这些真菌将云杉树脂中的挥发性化合物转化为产物,这些产物可能作为线索,帮助树皮甲虫找到它们。”

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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