英国洛桑研究中心、苏黎世大学、哥本哈根大学、加州大学戴维斯分校和康奈尔大学组成的研究团队发现,植物防御机制的进化与虫害密切相关。然而,防御能力的提高可能会降低植物在营养获取方面的能力。
研究团队特别关注了欧洲拟南芥(Arabidopsis thaliana)的种群。他们通过分析洛桑研究中心39年来的昆虫调查田间数据,比较了在不同地理变异下,当存在足量的两种蚜虫时,植物体内硫代葡萄糖苷(一种用于防御的化学物质)的差异。硫代葡萄糖苷是植物次生代谢产物,在受到害虫取食时被激活,释放有毒物质以抵御攻击。
研究发现,害虫会加速植物的自然选择,特别是与抗虫性相关的基因进化。而在虫害发生较轻的地区,这种进化现象不明显。研究人员指出,天敌是驱动自然选择的重要因素,这一机制在进化生物学中被称为“协同进化”。
该研究为理解植物与害虫之间的动态关系提供了新视角,并可能对农业育种中抗虫品种的开发具有指导意义。