科学家发现蚜虫进行光合作用证据(图)

蚜虫在生物学研究中是非常奇特的：它们能够通过怀孕出生而且雄性有时候没有嘴巴，这就导致它们在交配后不久就会死去。发表于本周的研究为它们的反常现象增加了新的内容，研究中称它们也可以捕获阳光而且把这些能量用于新陈代新。

蚜虫在动物中是非常独特的，它们能够合成名为类胡萝卜素的色素。许多生物都依靠这些色素实现各种各样的功能，比如说保持一个健康的免疫系统和制造某些维他命，其它的动物则必须通过它们的饮食获得维他命。法国索菲亚科技园的昆虫学者阿兰-罗比臣和他的同事声称，蚜虫中的这些色素能够从太阳中吸收能量并且把它传递到进行能量制造的细胞结构中。

尽管这在动物中是史无前例的，这种才能在其它的王国中是比较普遍的。植物、藻类以及特定的真菌和细菌，还有合成类胡萝卜素，而且在所有的这些生物体中这种色素都构成了光合作用结构的一部分。

自制收割机

从2010年的线索中他们发现在蚜虫中的高水平类胡萝卜素都是自产的，罗比臣和他的团队着手调查为什么这种昆虫制造出新陈代谢所需要的珍贵化学物质。类胡萝卜素控制着蚜虫的颜色，而且蚜虫的颜色决定了能够观察到它的捕食者种类。罗比臣实验室中的蚜虫颜色受到周围环境条件的影响，寒冷环境下出现绿色蚜虫、最适宜的条件下出现橙色蚜虫，而白色蚜虫是在种群数量巨大而且面临资源限制的时候出现。

当研究人员测量蚜虫的三磷酸腺苷(ATP)水平时，结果是非常惊人的。ATP是所有生命中能量传递的“货币”。绿色蚜虫含有高水平的类胡萝卜素，明显比白色蚜虫产生更多的ATP，白色蚜虫中几乎缺乏这些色素。此外当含有中等水平类胡萝卜素的橙色蚜虫被放置在灯光下时，ATP产量会增加，而且当它被移动到黑暗的地方时就会下降。

研究人员继续碾碎了橙色的蚜虫并且提纯了它们的类胡萝卜素，展示了正是这些提取物能够吸收光线并且传递这种能量。索菲亚研究所的另一位昆虫学家也是论文的作者之一Maria Capovilla强调，在科学家能够确定蚜虫真的能够进行光合作用之前需要进行更多的研究，但是这些发现当然抛出了那种可能。胡萝卜素分子在动物体内的排列方式进一步证实了那种假设。这种色素在昆虫的表皮下0至40微米的的位置形成一层，这就使它们处于一个捕捉太阳光线的完美位置。

耶鲁大学的一位昆虫遗传学者南希-莫兰最初发现了蚜虫拥有类胡萝卜素的制造基因，她指出仍有许多未解的谜团。她说到：“能源制造似乎至少是蚜虫的一个问题，它们的饮食含有过度的糖分，而且大部分糖分它们都无法使用。”而这就带来了为什么蚜虫需要进行光合作用的问题。但是Capovilla推测一种电池一样的备份或许帮助它们应对环境压力，比如说当它们迁往一株新的宿主植物时。