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植食性昆虫蚜虫被认为是通过将寄主植物转移到其他近缘植物物种而实现多样化的。 然而，蚜虫口蚜不仅与寄主植物有联系，而且还与蚂蚁有互惠关系。 一个研究小组调查了寄主植物和互惠伙伴在蚜虫多样化中的相对重要性，发现了蚜虫一种不寻常的进化模式。 生物学的主要目标之一是了解导致地球上物种多样化的因素和机制。 植食性昆虫是地球上最多样化的生物类群，占昆虫总数的40% 以上。 关于寄主植物的多样化模式和驱动力，已有许多研究，但与其他生物的相互作用尚未得到解释。 这项名为“日本口蚜科(Aphididae，Lachninae)与寄主植物利用和蚂蚁群落关系的进化多样性”的研究旨在了解在长期的进化历史中产生植食性和蚂蚁相关口蚜进化多样性的驱动力。 据了解，蚜虫与蚂蚁建立了一种互惠关系，它们向蚂蚁提供蜜露，以换取蚂蚁保护自己免受天敌伤害，并接受卫生服务。 蚜虫体型相对较大，由于需要吸取树干的汁液，所以一直静止不动。 长期以来，科学家们一直认为，多样性是蚜虫将寄主植物转移到其他近亲植物物种的结果。 或者，它们是通过互惠互利的伙伴(比如保镖蚂蚁)来实现多样化？ 一些蚜虫的特征，形态(结构)和行为已经进化到更好地服务于它们与蚂蚁的关系。 例如，蚜虫身体的形状和颜色已知适合它们有共生关系的蚂蚁的类型。 蚜虫和它们与蚂蚁的共生关系是如此根深蒂固，没有它们它们就无法生存。 问题是，哪种因素对蚜虫的多样性影响更大？ 寄主植物，还是互惠互利的蚂蚁？ 寄主植物和互惠伙伴在构建一组昆虫进化多样化中的相对重要性尚未得到充分研究。 山本哲哉和信州大学的 Takao Itino 领导的研究小组研究了日本34个地点的160个口蚜虫聚居地，以找出答案。 目前在世界范围内已发现口蚜33种4亚种。 大多数是特定于一个植物物种或属。 研究人员寻找已知的寄主植物，并沿着拉西亚斯蚂蚁的足迹寻找蚜虫的聚居地。 然后，研究人员使用贝叶斯信息标准检验了他们的线粒体脱氧核糖核酸，这是一种解释概率的方法，通过这种方法，科学家可以根据线粒体和细胞核 DNA 序列深入了解最可能的血统。 通过分子系统发育分析，科学家们鉴定出了38种蚜虫的单倍型。 他们发现，口蚜蚜虫的进化多样性主要是通过寄主植物的转换而产生的，而不是相关的蚂蚁物种，因为每个谱系和单倍型之间对寄主植物物种具有高度的特异性，没有重叠，而几乎所有口蚜蚜虫的谱系都与两个或两个以上的蚂蚁物种有关。 虽然该研究小组表明，野口蚜的进化是通过寄主植物的变化而多样化的，但令人惊讶的是，野口蚜的进化并不是在近缘植物物种之间进行，而是在远缘寄主植物物种之间进行ーー甚至是在不同的植物种类之间，从橡树到松树！ 观察到这种昆虫宿主在远亲寄主植物分类群之间的迁移是很不寻常的。 该研究小组希望继续研究，找出导致口蚜寄主特异性的因素。 他们推测，由于野生口吸虫对生活在温带落叶林中的长期生存蚂蚁种群的依赖性，导致这些蚜虫转移到距离较远但在空间上相邻的寄主树种，因此它们可能同时以这两种物种为食。 他们的最终目标是更好地理解蚂蚁和植物在塑造以植物为食的昆虫进化中的作用。 信息来源： More information: Tetsuya Yamamoto  文章原创 ，转载请注明来源。 |
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