News Release

椿象腿部器官含有共生真菌,其目的是保护其虫卵免受寄生蜂侵害

Summary author: Walter Beckwith

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

形体微小的椿象腿上有一个看似听觉器官的结构其实却是一个匪夷所思的奇异构造:真菌育儿所;母虫用其将新产椿象卵包裹在保护性的共生真菌丝中,其目的是为了保护其后代免受寄生蜂的侵害。鼓膜器官在许多昆虫物种中经历了反复进化,它们的用途通常被认为是感知声音。据先前的研究报告,成年雌性荔蝽科椿象的实际腿部结构上有一个明显增大的构造,后者素来被当做鼓膜器官。荔蝽科是椿象中的一个小类群,它包含约 100 个物种,其中许多物种受到寄生蜂的困扰。然而,据作者披露,目前尚无其他椿象类群已知拥有这些雌性荔蝽科椿象所特有的后腿构造。为判定这种假定鼓膜的功能,Takanori Nishino 和同事对日本荔蝽科中的细角瓜蝽(Megymenum gracilicorne)进行了研究;结果发现,其后腿器官并非用于听觉,而是一种此前未知的共生器官。Nishino 等人报告称,该器官的表面并非膜状结构,而是由覆盖着数千个孔的角质层构成,其中的每个孔都与腺体分泌细胞相连,而特定的共生真菌菌丝会从这些细胞中生长出来。当雌性荔蝽科椿象产卵时,它们会主动将这些真菌从该器官转移到虫卵上,并将每个虫卵包裹在不断生长的真菌菌丝网中。这里所涉及的真菌主要包括多种致病性低的虫草科真菌 (Cordycipitaceae),但这些真菌通常是昆虫的病原体。实验证明,覆盖在虫卵上的真菌菌丝可以物理性地阻止寄生蜂的寄生:雌性寄生蜂无法在完全被真菌覆盖的椿象卵上产卵,因为它们只能在清洁或菌丝稀疏的椿象卵上产卵。去除真菌或切断雌性椿象后腿可大大降低真菌覆盖率,从而显著提高椿象卵的寄生率。值得注意的是,这些真菌不会感染寄生蜂,表明这种保护是机械性的,而非化学性或致病性的。Nishino 等人还研究了其他荔蝽科物种,发现它们都具有雌性特有的后腿器官,并呈现出独特的涂抹虫卵的行为。


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