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據美國物理學家組織網2月16日報道，密歇根大學最近一項研究指出，大氣中二氧化碳水平增加導致全球變暖，可能影響植物與昆蟲之間的相互作用，改變植物的進化路線。 自然界很多植物都能產生一些苦味毒素以保護自己不被昆蟲吃掉，乳草也是其中之一。這種化學防御導致了植物和昆蟲之間的長期斗爭史，如馬利筋乳草和吃它們的黑脈金斑蝶毛蟲。蕾切爾·萬尼特和馬克·亨特對密歇根州北部的一種普通乳草敘利亞馬利筋進行了調查，研究了不同基因的乳草種系對大氣中二氧化碳濃度增加的不同反應，以及這種反應如何影響它們被昆蟲吃掉的可能性。 研究人員在實驗中不斷增加二氧化碳濃度，觀察乳草在生長、無性繁殖、產生化學和物理防御等方面受到的影響。盡管隨二氧化碳濃度增加，所有乳草都長得更大，所有的種系生長繁殖都有所提高，但它們在抵抗食植昆蟲的化學和物理防御方面卻大不相同。尤其是它們產生的心臟毒素如強心甾烯類，某些乳草種系隨著二氧化碳增加所產生的強心苷增加，而大部分種系卻會降低，有些甚至降低了50%。另一種與化學防護相反的途徑，是物理防護。如植物葉子更堅硬，生長更快，耐受毛蟲啃食的能力就越強。 萬尼特指出，雖然植物的防御策略幫助還是妨礙了黑脈金斑蝶毛蟲尚不明確，但研究結果提供了植物對二氧化碳增加的反應方面的證據，顯示了植物保護機制的遺傳基礎差異，植物—昆蟲互動的變化，以及互動作用如何影響了植物對氣候變化的適應性。 主要研究人員、密歇根大學亨利·格里森學院生態與進化生物學研究生萬尼特說，植物自我保護和昆蟲食用植物的方式，都和環境因素如二氧化碳濃度有關，這些因素會改變食植昆蟲帶來的“選擇壓力”，從而影響植物進化。選擇壓力是進化的動力，會導致一個群體的基因構成改變。如果昆蟲給植物帶來過多危險，植物就無法成功繁殖，而那些遺傳了抗蟲基因特征的植物就會占據優勢。這種優勢會使具有抗蟲基因特征的植物在種群上更加廣布，由“壓力”而驅使植物的抗蟲性增強。 附一： 污染驅動物種進化歷程 小魚基因變異抵抗毒化物 科學網(kexue.com)訊 北京時間2月22日消息，大部分人都認為進化是一個漫長的過程，通常在幾千年之久的時間里慢慢進行一些改變。但在一種大西洋小鱈(Atlantic tomcod)魚類的身上，這個過程卻以驚人的速度發生著。 據國外媒體報道，這些生活在紐約和新澤西州間的哈德遜河中的大西洋小鱈，由于數十年來受到河道中排放的毒性污染物影響，在短短幾十年年內就進化出了抗藥性，可以將毒素保存在脂肪中而不會對自身造成損害�？茖W家認為，雖然一般來講長期進化是自然選擇的結果，但是這也是一個污染驅動進化的典型例子。 
污染驅動進化：大西洋小鱈迅速進化出抵抗毒化物的能力 進行該項研究的紐約大學醫學院環境醫學研究所艾薩克-沃金(Isaac Wirgin)博士表示，這些非常迅速的變化顯然不是受自然因素影響，這種情況或許同一些昆蟲對某些殺蟲劑產生一定抵抗力，或者細菌對抗生素產生抗藥性的現象類似。 沃金博士說：“這是一個脊椎動物對外界影響產生抵抗機制的實例。”對于產生抵抗力的魚類，研究人員發現其主要的變化發生在芳香烴受體基因(AHR2)上，這種基因能夠制造釋放體內受污染毒素的蛋白質來保護自體不受損害。通常來講天然的AHR2很容易與污染物聯結，轉變為對宿主動物有害的有毒基因。而在發生變異后的變體，卻很不易與污染物發生作用，據研究人員介紹，變異后的變體基因抵抗污染物的聯結能力達到未變異前的5倍之多。 據了解，哈德遜河的污染可以追溯至1947年，直至30年前才被禁止，河邊的通用電氣公司向河中排放了大量的多氯聯苯(PCBs)，其影響至今仍沒有消除。據科學網(kexue.com)了解，大西洋小鱈約能生長到10英寸(約25.4厘米)，主要生活在河流當中，盡管不是一種會受商業捕撈成為食品的魚類，但其是一些大魚的掠食目標。所以沃金博士擔心，那些吃掉含有毒化物質大西洋小鱈的大魚，最終可能會被人類所食用從而造成危害。 |
