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Apr. 23 2018

什麼!有甲蟲竟然用「酒漬」樹木來種植食物?

  • 什麼!有甲蟲竟然用「酒漬」樹木來種植食物?

    什麼!有甲蟲竟然用「酒漬」樹木來種植食物?

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菌蠹蟲會尋找充滿乙醇的樹,箇中原因令人驚訝。

成年雌性菌蠹蟲照料牠們的真菌園。PHOTOGRAPH BY CHRISTOPHER RANGER

你或許不會喜歡自己的家是用泡過酒精的木材打造的,但對於菌蠹蟲(Ambrosia beetles)而言,這樣的家再好不過了。

這種昆蟲的維生方式是在死亡、垂死或正承受生存壓力的樹內栽培真菌「花園」。樹木因乾旱或洪水等問題而受到壓力時,會製造乙醇做為化學副產物--這會給這些種植真菌的甲蟲一個暗示:入侵那棵樹的時機可能已經成熟了。

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菌蠹蟲首先在病樹內挖掘隧道及走廊交織的網絡,即使病樹原本還沒死亡,這種挖掘行為也往往會殺死病樹。美國農業部農業研究署(U.S. Department of Agriculture’s Agricultural Research Service)的昆蟲學家克里斯托福.蘭傑(Christopher Ranger)說,菌蠹蟲將藏在體內攜帶的真菌孢子種入隧道壁內,並照料真菌做為牠們唯一的食物來源。

德國符茲堡大學(University of Wurzburg)的昆蟲學家彼得.畢德曼(Peter Biedermann)說,這種昆蟲深受乙醇吸引,過去曾有菌蠹蟲鑽洞進入存酒木桶的記錄。畢德曼與蘭傑共同撰寫一篇關於該現象的新研究。

菌蠹蟲也受到德國啤酒屋的吸引,而畢德曼有時會光顧德國啤酒屋(當然是出於研究目的!)。他說:「我常在夏季時發現啤酒裡有菌蠹蟲。」

濃濃酒氣

科學家原本以為,菌蠹蟲受乙醇吸引只因為乙醇是樹木感受壓力時的信號,但蘭傑與畢德曼在數年前相識後開始質疑這項觀念。

畢竟眾所周知,乙醇可殺死多種微生物,其中可能包括與菌蠹蟲共生的真菌。蘭傑說:「這項觀念似乎違反直覺,乙醇似乎不利於真菌生存。」或許乙醇是以不同方式幫助菌蠹蟲?

菌蠹蟲是世界上第一批農夫;牠們的先祖在超過1億年前演化出這項特徵。PHOTOGRAPH BY CHRISTOPHER RANGER

研究團隊設計幾項實驗來尋找答案,主要研究一種稱為光滑足距小蠹(Xylosandrus germanus)的菌蠹蟲。

蘭傑說,這種菌蠹蟲為東亞原生物種,已在歐洲與美國的森林、育苗場、果園造成破壞,且能侵襲超過200種樹。全球有超過3000種菌蠹蟲,光滑足距小蠹是其中之一。

在俄亥俄州一處研究地點,科學家起初將浸泡乙醇的誘餌放在健康樹木旁。菌蠹蟲會過來挖掘隧道進入樹木,然後牠們就離開了,並沒有開始建立真菌園或繁殖。

↑↑↑↑↑這種小甲蟲正在破壞森林,造成史上最慘烈的疫情

然而,當研究人員用乙醇灌溉樹木時,樹木會浸滿乙醇,菌蠹蟲則不只會留在樹裡,也會棲息在樹裡,建立真菌園並繁衍後代。

蘭傑說,這項結果顯示乙醇的作用不僅限於引誘劑。蘭傑的研究於4月9日發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)。

消滅競爭

接下來,科學家在實驗室飼養光滑足距小蠹,讓牠們生活在充滿木屑的試管內。科學家在試管內加入低濃度乙醇,並與未加入乙醇的試管比較後發現,生活在帶有乙醇的試管中的光滑足距小蠹,會建立較大的真菌園並繁殖更多後代。

畢德曼說,進一步研究發現,乙醇其實能促進菌蠹蟲的共生真菌生長,並殺死不理想、非共生真菌的物種,菌蠹蟲不吃這些物種。

德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)的昆蟲學家歐立克.穆勒(Ulrich Mueller)並未參與該研究,他說明菌蠹蟲能藉由選擇性栽培食物來源來消滅競爭者。

一隻雌性小粒绒盾小蠹挖掘隧道,通過人造基質。PHOTOGRAPH BY GERNOT KUNZ, INSTITUTE OF ZOOLOGY, UNIVERSITY OF GRAZ

他很驚訝這項選擇方法如此簡單,並說他原本預測這樣的機制會更複雜,涵蓋多種化學物質。

研究人員也發現乙醇也會促進其他受菌蠹蟲偏好的共生真菌生長。畢德曼說,這項發現顯示這種現象不只存在於光滑足距小蠹。

研究人員希望,了解菌蠹蟲的共生真菌如何生長或許能幫助我們了解如何控制菌蠹蟲對作物造成的破壞。

目前在育苗場與果園裡,「樹木處於初期壓力時會釋放乙醇,但外表看起來完全健康,農人也以為這些樹木沒事。」蘭傑說。「然後菌蠹蟲就來侵襲了。」

 

撰文:Douglas Main

編譯:涂瑋瑛

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