不會說話的寄生蜂如何求偶？

出品：科普中國

作者：冰冰棒（中國科學(xué)院動物研究所）

監(jiān)制：中國科普博覽

生物有兩個本能——生存與繁殖，其實觀察生活與自然界中的任何一個現(xiàn)象并稍加思索，就可以發(fā)現(xiàn)，你正在觀察的這個現(xiàn)象絕對可以歸入生存與繁殖這兩個本能之一。

鳥兒早起為了找食，人們奔忙為了生存，成年后又都會為了子女而付出全部。生存固然是根本，沒有了自身的生存，一切都就沒有了意義，但生存的最終目的還是為了繁衍后代，沒有了繁殖，生命將無法延續(xù)。

（圖片來源：Veer圖庫）

而對于大部分的生物來說，要想完成繁殖，首先得有個配偶。

對于我們?nèi)祟悂碚f，我們有著豐富的感情感知與語言表達能力，可以對愛慕的人直接說出欣賞與喜愛之意，快速便捷地完成個體之間的信息溝通與交流。

那對于進化較為低等的昆蟲等物種而言，它們是如何完成求偶信息交流的呢？

（圖片來源：Veer圖庫）

昆蟲的求偶行為有哪些？

昆蟲有著多種多樣的求偶形式,包括一些奇特的動作、復(fù)雜的聲音等。迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)的昆蟲求偶行為可大致分為以下幾類:性信息素求偶、跳舞求偶、鳴曲行為、打鼓求偶、閃光求偶、以禮物求偶、決斗求偶等。而其中釋放性信息素是最為常見的一種求偶方式，鱗翅目、鞘翅目、膜翅目、同翅目及蜚蠊目中的部分昆蟲都可以通過釋放性信息素來求偶。

（圖片來源：Veer圖庫）

然而，性信息素的組成成分到底是什么？這仍然是一個未知的科學(xué)問題。

與生俱來的神秘吸引——性信息素

近日中國科學(xué)院動物研究所的王琛柱老師團隊使用化學(xué)、電生理學(xué)、分子生物學(xué)和行為學(xué)的知識，結(jié)合闡釋了棉鈴蟲齒唇姬蜂的性信息素通信機制，鑒定出了齒唇姬蜂的性信息素主要成分為十四醛（tetradecanal，14:Ald）和2-十七烷酮（2-heptadecanone，2-Hep）。

利用氣相色譜-觸角電位（GC-EAD）、觸角電位（EAG）和氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)，研究人員的實驗數(shù)據(jù)表明兩種雌蜂體表組分14:Ald和2-Hep能夠引起雄蜂觸角明顯的電生理反應(yīng)，這種明顯的電生理反應(yīng)意味著雄峰不僅能夠識別這兩個化學(xué)物質(zhì)，而且雄峰對這兩個物質(zhì)很有興趣，也就是說雄蜂會對14:Ald和2-Hep做出明顯的生理反應(yīng)。

但這兩種由雌蜂分泌出的化學(xué)物質(zhì)并不會引起同性別的雌蜂的觸角產(chǎn)生電生理反應(yīng)。因此，研究人員就有了足夠的理由去推測14:Ald和2-Hep是由雌峰分泌而來，特異性地去吸引雄峰的注意，而并不會被同性雌蜂所關(guān)注。

寄生蜂

（圖片來源：Veer圖庫）

而進一步的行為實驗表明，未交配的雄蜂對這兩種化合物有明顯的趨向反應(yīng)，而雌蜂對其沒有明顯的行為反應(yīng)。此外，雌蜂被清洗過后，就失去了對未交配雄蜂的吸引力，而將14:Ald和2-Hep這兩種化合物對雌蜂身體進行涂抹后，雌蜂又基本恢復(fù)了對未交配雄蜂的吸引力。這證明14:Ald和2-Hep（1:4.6）是棉鈴蟲雌性齒唇姬蜂的兩種性信息素組分。

雄峰：我有兩根“天線”，用來尋找“另一半”

研究團隊還鑒定出了負責(zé)接收感知這兩個物質(zhì)的受體——CchlOR18（負責(zé)感知14:Ald）和CchlOR47（負責(zé)感知2-Hep）。研究人員利用果蠅T1神經(jīng)元表達了6個雄性特異高表達的氣味受體，并依次用單感器記錄了這6個氣味受體的功能，發(fā)現(xiàn)表達CchlOR18或CchlOR47的果蠅T1神經(jīng)元分別會對14:Ald和2-Hep產(chǎn)生明顯的反應(yīng)。

而利用RNAi技術(shù)，在雄性寄生蜂中敲除兩個受體基因中任意一個的表達后，雄蜂對雌蜂的定位及判斷能力明顯下降；敲低兩個受體基因的表達后，雄蜂則徹底失去對雌蜂的定位能力。這些實驗證明了CchlOR18和CchlOR47分別是負責(zé)感受14:Ald和2-Hep的氣味受體。

寄生蜂

（圖片來源：Veer圖庫）

此外，該團隊還發(fā)現(xiàn)齒唇姬蜂的性信息素可以與順式-茉莉酮（ (Z)-jasmone，一種對該寄生蜂雌性具有強烈吸引力的化合物）共同作用，明顯提高了齒唇姬蜂對棉鈴蟲幼蟲的寄生效率?？蒲袌F隊推測這種共同作用可能是通過促進雄性和雌性的聚集進而交配產(chǎn)卵來達成的。

據(jù)了解，團隊也將在不久的未來，會在田野里對齒唇姬蜂的這一信息素對齒唇姬蜂種群的調(diào)控作用做進一步野外的實際求證與實驗。

通過上述部分的實驗數(shù)據(jù)，王琛柱老師研究團隊不僅為我們揭示了齒唇姬蜂性信息素的通信機制，鑒定了齒唇姬蜂的性信息素成分及其受體，也為未來探究其他寄生蜂類昆蟲的信息素通信機制和物種演化提供了研究思路，并且還為我們對其宿主-棉鈴蟲（一種主要的農(nóng)業(yè)害蟲）的種群調(diào)控及防治提供了新的科學(xué)依據(jù)與方向。相關(guān)研究以題為Sex pheromone communication in an insect parasitoid, Campoletis chlorideae Uchida 的研究論文形式，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

所以說，如果你看到某只花叢間的小蟲形單影只沒有伴侶，未必是因為它長得不好看，也有可能是因為它“鼻子”不靈哦。

編輯：孫晨宇

（注：文中拉丁文部分應(yīng)為斜體。）