蝗虫如何在不同的设置中切换颜色

时间：2022-05-20 01:00:07 来源：网络整理

根据eLife发表的最新研究，科学家已经发现蝗虫如何改变体色以适应不同的环境。

这项研究结果首次报道了bioRxiv，揭示了蝗虫中一种新颖的“调色板效应”机制，其中红色色素复合物可以作为昆虫绿色和黑色之间协调的开关。

蝗虫如何在不同的设置中切换颜色

身体颜色的变化对于许多动物在不断变化的环境中适应和生存非常重要。在迁徙的蝗虫中，Locusta migratoria，生活在低种群数量的孤生昆虫通常呈现绿色，而生活在较大群体中的更多社交(或“群居”)蝗虫形成醒目的黑色/棕色着色图案。但这些颜色变化的分子机制在很大程度上是未知的。

“孤独蝗虫的绿色可能是由于黄色和蓝色色素的结合，有助于在植物中伪装昆虫以防止捕食者，”资深作者Le Kang博士和中国科学院动物研究所教授说。中国北京的科学。“在我们的研究中，我们想看看在单独的阶段后，当颜料加入绿色背景时，是否会引起群居蝗虫的棕色/黑色。”

为此，康和他的团队研究了在拥挤的条件下或单独饲养的群居和孤独的蝗虫。他们的遗传分析首次发现，两种类型的蝗虫都有不同水平的蛋白质，称为βCBp，它们在颜色转变中起着关键作用。随着群居蝗虫的成熟，研究人员发现，他们的黑色着色与其βCBp水平直接相关，而孤独的蝗虫蛋白质水平保持不变。

由于已知βCBp与皮肤中的β-胡萝卜素(β-胡萝卜素)红色素结合并增加其量，该团队接下来检查了蝗虫中的这种分子活性。他们发现，群居蝗虫中β-胡萝卜素的含量几乎比孤独的蝗虫高三分之一，这表明βCBp和相关β-胡萝卜素的含量与其暗色的程度直接相关。

为了进一步测试，他们接下来评估了βCBp-β-胡萝卜素复合物对蝗虫从单一阶段到群居阶段的颜色变化的影响。单蝗虫饲喂含有β-胡萝卜素的饮食，并与其他人一起置于拥挤的环境中。它们的βCBp水平在这种情况下显着增加，其中几乎一半完全转变为黑色/棕色，而其余的则形成了与群居昆虫着色相似的大面积黑色区域。阻止蛋白质逆转了这种效果，将颜色从黑色变为绿色。

“这表明由βCBp-β-胡萝卜素蛋白质复合物引起的蝗虫从绿色到黑色的变化是对人口密度的适应性反应，”Kang解释说。“它为群居的昆虫提供警报着色，不可避免地将它们暴露在环境中，使它们能够识别同一物种内的其他物种，形成大量种群并警告掠食者。

“总的来说，我们已经提出了第一个证据，证明这些蝗虫的黑/棕色是由蛋白质复合物中的红色色素形成的。现在看看是否有类似的机制在其他昆虫中进化，这些昆虫根据他们的周围。“

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