为什么帝王们不会因为吃马利筋而生病呢?

马利筋植物不会为了帝王的利益而产生毒素,当然,它们产生毒素是为了抵御食草动物,包括饥饿的帝王毛虫。马利筋植物采用多种防御策略相结合,以阻止昆虫和其他动物,否则它们可能会把它们啃到根部。...

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2002年的

为什么乳草有毒?

caterpillar eating milkweed

马利筋植物不会为了帝王的利益而产生毒素,当然,它们产生毒素是为了抵御食草动物,包括饥饿的帝王毛虫。马利筋植物采用多种防御策略相结合,以阻止昆虫和其他动物,否则它们可能会把它们啃到根部。

马利筋防御

豆蔻内酯类:在乳草中发现的有毒化学物质实际上是影响心脏的类固醇,称为豆蔻内酯类(或强心苷)。心脏类固醇通常用于治疗先天性心力衰竭和心房颤动,但从历史上看,它们也被用作毒药、催吐剂和利尿剂。当脊椎动物,如鸟类,摄入豆蔻烯醇,他们经常反刍他们的食物(并学到了一个艰难的教训!)。

乳胶:如果你打破过马利筋的叶子,你就会知道马利筋会立刻渗出粘稠的白色乳胶。事实上,这就是为什么Asclepias植物被昵称为马利筋的原因——它们似乎会从叶子和茎中流出牛奶。这种胶乳是加压的,里面充满了豆蔻烯醇,因此植物毛细血管系统的任何破裂都会导致毒素外流。乳胶也很粘。早龄毛毛虫对粘液特别敏感,粘液几乎粘住了它们的下颚。

毛茸茸的叶子:园丁们知道最好的植物是那些有毛茸茸的叶子的植物。同样的原则对任何食草动物都适用,真的,因为谁想要毛茸茸的沙拉?马利筋叶上覆盖着毛毛虫不喜欢咀嚼的细小毛发(称为毛状体)。一些马利筋物种(如块茎蛔虫)比其他物种多毛,研究表明,如果有选择,帝王毛毛虫会避开毛茸茸的马利筋。

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2002年的

帝王毛虫如何吃马利筋而不生病

monarch eating milkweed

那么,有了所有这些复杂的马利筋防御系统,君主是如何完全以多毛、粘稠、有毒的马利筋叶子为食的呢?帝王毛虫学会了如何解除马利筋的武装。如果你养过帝王,你可能已经观察到了毛虫的一些战略行为。

首先,帝王毛虫会给马利筋树叶一个嗡嗡声。特别是早龄的毛虫,在吃东西之前,很擅长把叶子上的毛屑剃掉。记住,有些马利筋品种比其他品种多毛。毛毛虫提供了各种各样的乳草,它们会选择需要较少梳理的植物为食。

接下来,毛虫必须应对乳胶的挑战。一龄毛虫非常小,如果不小心的话,这种粘性物质很容易把它固定住。也许你已经注意到,最小的毛虫会先在叶子上咬一圈,然后吃掉圆环的中心(见插图)。这种行为被称为“挖沟”。通过这样做,毛毛虫有效地从叶子的那一小块区域排出乳胶,使自己成为安全的食物。然而,这种方法并不是万无一失的,许多早熟的君主陷入乳胶中死亡(根据一些研究,高达30%)。较老的毛虫可能会在叶柄上咬出一个缺口,导致叶片下垂,使大部分乳胶流出。一旦乳汁停止流动,毛虫就会吃掉树叶(如上图所示)。

最后一个问题是有毒的马利筋豆蔻内酯。与通常关于帝王和马利筋的故事相反,证据表明帝王毛虫可以而且确实会受到食用强心苷的影响。不同种类的乳草,甚至同一物种中不同的植物,其豆蔻烯醇含量可能会有显著差异。以含有高水平腰果烯醇内酯的乳草为食的毛虫存活率较低。研究表明,雌性蝴蝶通常更喜欢在豆蔻内酯含量较低(中等)的马利筋植物上产卵。如果摄入强心苷对其后代完全有益,那么雌性会寻找毒性最高的寄主植物。

谁会赢得这场战争,君主还是乳草?

从本质上讲,乳草和帝王进行了一场长期的共同进化战争。马利筋植物不断地向咀嚼它们的帝王投掷新的防御策略,结果却被蝴蝶打败了。那么接下来呢?乳草将如何保护自己免受毛毛虫的侵害,因为毛毛虫不会停止食用乳草?

看来马利筋已经采取了下一步行动,并选择了“如果你不能打败他们,加入他们”的策略。乳草并没有阻止像帝王毛虫这样的食草动物,而是加速了它们再生叶子的能力。也许你在自己的花园里注意到了这一点。早季或中期的帝王可能会从马利筋植物上剥下叶子,但新的、较小的叶子会在它们的地方发芽。

*-新的研究表明,雌性蝴蝶有时可能出于药用目的,选择强心苷含量较高的寄主植物。然而,这似乎是一个例外。健康的女性不喜欢让他们的后代接触高水平的豆蔻内酯。

来源

  • 与MonarchLab马利筋属植物的相互作用,明尼苏达大学,美国明尼苏达大学。查阅日期:2013年1月8日。
  • 生物多样性理论证实了康奈尔大学《康奈尔纪事报》。查阅日期:2013年1月8日。
  • 君主生物学,君主制,乔治亚大学。查阅日期:2013年1月8日。
  • 帝王蝶栖息地需要,美国林业局。查阅日期:2013年1月8日。
  • 帝王蝴蝶专家的答案:2003年春季,Q&与Karen Oberhauser博士一起,向北旅行。查阅日期:2013年1月8日。
  • 强心苷,弗吉尼亚联邦大学。查阅日期:2013年1月7日。
  • 康奈尔大学农业和生命科学学院的伊丽莎白·鲍曼(Elizabeth L.Bauman)于2008年秋季所著,植物和昆虫之间的军备竞赛通过进化而升级。

  • 发表于 2021-09-22 04:26
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  • 分类:生物

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