科學家發現蚜蟲進行光合作用證據(圖)

蚜蟲在生物學研究中是非常奇特的：它們能夠通過懷孕出生而且雄性有時候沒有嘴巴，這就導致它們在交配後不久就會死去。發表於本週的研究為它們的反常現象增加了新的內容，研究中稱它們也可以捕獲陽光而且把這些能量用於新陳代新。

蚜蟲在動物中是非常獨特的，它們能夠合成名為類胡蘿蔔素的色素。許多生物都依靠這些色素實現各種各樣的功能，比如說保持一個健康的免疫系統和製造某些維他命，其它的動物則必須通過它們的飲食獲得維他命。法國索菲亞科技園的昆蟲學者阿蘭-羅比臣和他的同事聲稱，蚜蟲中的這些色素能夠從太陽中吸收能量並且把它傳遞到進行能量製造的細胞結構中。

儘管這在動物中是史無前例的，這種才能在其它的王國中是比較普遍的。植物、藻類以及特定的真菌和細菌，還有合成類胡蘿蔔素，而且在所有的這些生物體中這種色素都構成了光合作用結構的一部分。

自製收割機

從2010年的線索中他們發現在蚜蟲中的高水平類胡蘿蔔素都是自產的，羅比臣和他的團隊著手調查為什麼這種昆蟲製造出新陳代謝所需要的珍貴化學物質。類胡蘿蔔素控制著蚜蟲的顏色，而且蚜蟲的顏色決定了能夠觀察到它的捕食者種類。羅比臣實驗室中的蚜蟲顏色受到周圍環境條件的影響，寒冷環境下出現綠色蚜蟲、最適宜的條件下出現橙色蚜蟲，而白色蚜蟲是在種群數量巨大而且面臨資源限制的時候出現。

當研究人員測量蚜蟲的三磷酸腺苷(ATP)水平時，結果是非常驚人的。ATP是所有生命中能量傳遞的「貨幣」。綠色蚜蟲含有高水平的類胡蘿蔔素，明顯比白色蚜蟲產生更多的ATP，白色蚜蟲中幾乎缺乏這些色素。此外當含有中等水平類胡蘿蔔素的橙色蚜蟲被放置在燈光下時，ATP產量會增加，而且當它被移動到黑暗的地方時就會下降。

研究人員繼續碾碎了橙色的蚜蟲並且提純了它們的類胡蘿蔔素，展示了正是這些提取物能夠吸收光線並且傳遞這種能量。索菲亞研究所的另一位昆蟲學家也是論文的作者之一Maria Capovilla強調，在科學家能夠確定蚜蟲真的能夠進行光合作用之前需要進行更多的研究，但是這些發現當然拋出了那種可能。胡蘿蔔素分子在動物體內的排列方式進一步證實了那種假設。這種色素在昆蟲的表皮下0至40微米的的位置形成一層，這就使它們處於一個捕捉太陽光線的完美位置。

耶魯大學的一位昆蟲遺傳學者南希-莫蘭最初發現了蚜蟲擁有類胡蘿蔔素的製造基因，她指出仍有許多未解的謎團。她說到：「能源製造似乎至少是蚜蟲的一個問題，它們的飲食含有過度的糖分，而且大部分糖分它們都無法使用。」而這就帶來了為什麼蚜蟲需要進行光合作用的問題。但是Capovilla推測一種電池一樣的備份或許幫助它們應對環境壓力，比如說當它們遷往一株新的宿主植物時。