蝗虫如何在不同的环境中切换颜色

根据eLife发表的最新研究，科学家发现了蝗虫如何改变身体颜色以适应不同的环境。

这项研究的结果是bioRxiv的首次报告，它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绿色和黑色昆虫之间协调的开关。

体色的变化对于许多动物在不断变化的环境中适应和生存是非常重要的。在飞蝗(Locusta migratoria)中，生活在低种群中的独居昆虫通常呈现绿色，而生活在较大群体中的更多社会(或“社会”)蝗虫形成醒目的黑色/棕色图案。但是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因为黄色和蓝色色素的结合，这有助于伪装植物中的昆虫，以防止捕食者，”资深作者乐康博士和中国科学院动物研究所教授说。北京的科学。“在我们的研究中，我们想看看在一个单独的阶段之后，当色素添加到绿色背景中时，是否会造成社会蝗虫的棕色/黑色。”

为此，康和他的团队研究了拥挤条件下或单独饲养的社会性和孤独蝗虫。他们的基因分析首次揭示了这两种蝗虫具有不同水平的蛋白质，称为CBP，它在颜色变化中起着关键作用。随着群居蝗虫的成熟，研究人员发现它们的黑色与其CBP水平直接相关，而独居蝗虫的蛋白质水平保持不变。

众所周知，CBP与皮肤中的-胡萝卜素(-胡萝卜素)红色素结合，并增加其数量，研究小组接下来检查了蝗虫的这种分子活性。他们发现群居蝗虫的-胡萝卜素含量几乎比独居蝗虫高三分之一，这说明-CBP和相关-胡萝卜素的含量与其黑暗程度直接相关。

为了进一步测试，他们随后评估了CBP-胡萝卜素复合物对蝗虫从单一阶段到社会阶段颜色变化的影响。单只蝗虫被喂食含有-胡萝卜素的食物，并与其他蝗虫一起被置于拥挤的环境中。它们的CBP水平在这种情况下显著增加，几乎有一半完全变成黑色/棕色，而其余的则形成了一大片类似群居昆虫的黑色区域。蛋白质被阻止逆转这种效应，使颜色从黑色变为绿色。

“这表明，由CBP-胡萝卜素蛋白复合物引起的蝗虫由绿变黑是对种群密度的适应性反应，”康解释说。“它为群居昆虫提供了警示色彩，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，形成一个庞大的种群并警告捕食者。

“总的来说，我们提出了第一个证据，证明这些蝗虫的黑/棕色是由蛋白质复合物中的红色素形成的。现在让我们看看是否有类似的机制在其他昆虫中进化，这些机制是基于它们的环境。”

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