有些昆虫是如何在恶劣的条件下停止生长的

时间:2020-06-27 18:32 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

有些昆虫是如何在恶劣的条件下停止生长的

昆虫的生命周期由特定的发育阶段组成。但是,为了应对严酷的冬季等不利条件,一些昆虫会在特定阶段停止自身的发育。这种季节性适应的过程被称为“越冬”,在这个过程中,昆虫的生长速度要么减少,要么停止。这一机制有助于昆虫应对不适合其生长和繁殖的极端条件。

越冬通常发生在物种特有的发育阶段。例如,一些昆虫,如蚕蛾、蝴蝶和新鲜的苍蝇,在胚胎或蛹阶段(昆虫尚不成熟的发育阶段)经历了滞育。在这些昆虫中,这一过程已被广泛研究。但是,一些昆虫在若虫期(另一阶段昆虫还不成熟)就经历了这种停滞,这个过程的具体细节直到现在还不清楚。

在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项研究中,由冈山大学(冈山大学)的富冈贤治(Kenji Tomioka)博士领导的一个研究小组,深入探讨了发育性发育停滞在若虫期是如何发生的。他们研究了一种蟋蟀的这一过程,这种蟋蟀被称为蒙眼蟋蟀(Modicogryllus siamensis),它的生长停滞期在若虫期每年发生一次。科学家们还知道,在这个阶段,这种昆虫会表现出“光周期”反应(也就是说,它会对白天的长短做出反应)。富冈博士解释说:“虽然光周期和温度可以调节这种变化,但其潜在的机制仍然未知。蟋蟀Modicogryllus siamensis '越冬'作为若虫,生长速度降低,蜕皮增加。

有些昆虫是如何在恶劣的条件下停止生长的

在长日条件下,若虫从卵中孵化出来后约60天后发育成成虫。在它的发展过程中,它经历了大约8次蜕皮(在这个过程中,昆虫的外骨骼脱落)。在短日条件下,若虫期较长,蜕皮数量增加,这有助于越冬过程。问题是这是如何发生的。首先,科学家们想要知道,缓慢生长的若虫期是如何受温度调节的。他们发现低温导致两个基因的表达减少,胰岛素样肽(Ms'Ilp)和雷帕霉素靶基因(Ms'Tor),这是促进昆虫生长周期的途径(胰岛素/TOR信号通路)的一部分。有趣的是,科学家们发现,抑制这些基因会导致昆虫的生长减缓,甚至不会影响蜕皮的数量。

接下来,科学家们关注的是一天的长度如何调节昆虫的生长停滞。他们发现了一种名为“保幼激素(JH)途径”的细胞内途径,它控制着一天的长度如何影响昆虫的生长和蜕皮数量。基于这些发现,研究人员得出结论,JH信号通路和温度控制的胰岛素/TOR通路协同作用,调节nymphal发育,以实现该蟋蟀的季节性适应。

这些发现不仅加深了我们对某些昆虫的季节性适应机制的理解,而且也阐明了这种昆虫在温带地区生存的进化策略,在温带地区,白昼长度和温度会随季节变化。富冈博士总结道:“我们的研究首次表明,昆虫的nymphal发育是由两种截然不同的机制控制的。尽管关于这些机制仍有很多未知,我们的目标是通过进一步的研究获得这一见解。”

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