出品：科普中國

作者：冰冰棒（中國科學(xué)院動(dòng)物研究所）

監(jiān)制：中國科普博覽

生物有兩個(gè)本能——生存與繁殖，其實(shí)觀察生活與自然界中的任何一個(gè)現(xiàn)象并稍加思索，就可以發(fā)現(xiàn)，你正在觀察的這個(gè)現(xiàn)象絕對(duì)可以歸入生存與繁殖這兩個(gè)本能之一。

鳥兒早起為了找食，人們奔忙為了生存，成年后又都會(huì)為了子女而付出全部。生存固然是根本，沒有了自身的生存，一切都就沒有了意義，但生存的最終目的還是為了繁衍后代，沒有了繁殖，生命將無法延續(xù)。

（圖片來源：Veer圖庫）

而對(duì)于大部分的生物來說，要想完成繁殖，首先得有個(gè)配偶。

對(duì)于我們?nèi)祟悂碚f，我們有著豐富的感情感知與語言表達(dá)能力，可以對(duì)愛慕的人直接說出欣賞與喜愛之意，快速便捷地完成個(gè)體之間的信息溝通與交流。

那對(duì)于進(jìn)化較為低等的昆蟲等物種而言，它們是如何完成求偶信息交流的呢？

（圖片來源：Veer圖庫）

昆蟲的求偶行為有哪些？

昆蟲有著多種多樣的求偶形式,包括一些奇特的動(dòng)作、復(fù)雜的聲音等。迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)的昆蟲求偶行為可大致分為以下幾類:性信息素求偶、跳舞求偶、鳴曲行為、打鼓求偶、閃光求偶、以禮物求偶、決斗求偶等。而其中釋放性信息素是最為常見的一種求偶方式，鱗翅目、鞘翅目、膜翅目、同翅目及蜚蠊目中的部分昆蟲都可以通過釋放性信息素來求偶。

（圖片來源：Veer圖庫）

然而，性信息素的組成成分到底是什么？這仍然是一個(gè)未知的科學(xué)問題。

與生俱來的神秘吸引——性信息素

近日中國科學(xué)院動(dòng)物研究所的王琛柱老師團(tuán)隊(duì)使用化學(xué)、電生理學(xué)、分子生物學(xué)和行為學(xué)的知識(shí)，結(jié)合闡釋了棉鈴蟲齒唇姬蜂的性信息素通信機(jī)制，鑒定出了齒唇姬蜂的性信息素主要成分為十四醛（tetradecanal，14:Ald）和2-十七烷酮（2-heptadecanone，2-Hep）。

利用氣相色譜-觸角電位（GC-EAD）、觸角電位（EAG）和氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)，研究人員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明兩種雌蜂體表組分14:Ald和2-Hep能夠引起雄蜂觸角明顯的電生理反應(yīng)，這種明顯的電生理反應(yīng)意味著雄峰不僅能夠識(shí)別這兩個(gè)化學(xué)物質(zhì)，而且雄峰對(duì)這兩個(gè)物質(zhì)很有興趣，也就是說雄蜂會(huì)對(duì)14:Ald和2-Hep做出明顯的生理反應(yīng)。

但這兩種由雌蜂分泌出的化學(xué)物質(zhì)并不會(huì)引起同性別的雌蜂的觸角產(chǎn)生電生理反應(yīng)。因此，研究人員就有了足夠的理由去推測(cè)14:Ald和2-Hep是由雌峰分泌而來，特異性地去吸引雄峰的注意，而并不會(huì)被同性雌蜂所關(guān)注。

寄生蜂

（圖片來源：Veer圖庫）

而進(jìn)一步的行為實(shí)驗(yàn)表明，未交配的雄蜂對(duì)這兩種化合物有明顯的趨向反應(yīng)，而雌蜂對(duì)其沒有明顯的行為反應(yīng)。此外，雌蜂被清洗過后，就失去了對(duì)未交配雄蜂的吸引力，而將14:Ald和2-Hep這兩種化合物對(duì)雌蜂身體進(jìn)行涂抹后，雌蜂又基本恢復(fù)了對(duì)未交配雄蜂的吸引力。這證明14:Ald和2-Hep（1:4.6）是棉鈴蟲雌性齒唇姬蜂的兩種性信息素組分。

雄峰：我有兩根“天線”，用來尋找“另一半”

研究團(tuán)隊(duì)還鑒定出了負(fù)責(zé)接收感知這兩個(gè)物質(zhì)的受體——CchlOR18（負(fù)責(zé)感知14:Ald）和CchlOR47（負(fù)責(zé)感知2-Hep）。研究人員利用果蠅T1神經(jīng)元表達(dá)了6個(gè)雄性特異高表達(dá)的氣味受體，并依次用單感器記錄了這6個(gè)氣味受體的功能，發(fā)現(xiàn)表達(dá)CchlOR18或CchlOR47的果蠅T1神經(jīng)元分別會(huì)對(duì)14:Ald和2-Hep產(chǎn)生明顯的反應(yīng)。

而利用RNAi技術(shù)，在雄性寄生蜂中敲除兩個(gè)受體基因中任意一個(gè)的表達(dá)后，雄蜂對(duì)雌蜂的定位及判斷能力明顯下降；敲低兩個(gè)受體基因的表達(dá)后，雄蜂則徹底失去對(duì)雌蜂的定位能力。這些實(shí)驗(yàn)證明了CchlOR18和CchlOR47分別是負(fù)責(zé)感受14:Ald和2-Hep的氣味受體。

寄生蜂

（圖片來源：Veer圖庫）

此外，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)齒唇姬蜂的性信息素可以與順式-茉莉酮（ (Z)-jasmone，一種對(duì)該寄生蜂雌性具有強(qiáng)烈吸引力的化合物）共同作用，明顯提高了齒唇姬蜂對(duì)棉鈴蟲幼蟲的寄生效率?？蒲袌F(tuán)隊(duì)推測(cè)這種共同作用可能是通過促進(jìn)雄性和雌性的聚集進(jìn)而交配產(chǎn)卵來達(dá)成的。

據(jù)了解，團(tuán)隊(duì)也將在不久的未來，會(huì)在田野里對(duì)齒唇姬蜂的這一信息素對(duì)齒唇姬蜂種群的調(diào)控作用做進(jìn)一步野外的實(shí)際求證與實(shí)驗(yàn)。

通過上述部分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，王琛柱老師研究團(tuán)隊(duì)不僅為我們揭示了齒唇姬蜂性信息素的通信機(jī)制，鑒定了齒唇姬蜂的性信息素成分及其受體，也為未來探究其他寄生蜂類昆蟲的信息素通信機(jī)制和物種演化提供了研究思路，并且還為我們對(duì)其宿主-棉鈴蟲（一種主要的農(nóng)業(yè)害蟲）的種群調(diào)控及防治提供了新的科學(xué)依據(jù)與方向。相關(guān)研究以題為Sex pheromone communication in an insect parasitoid, Campoletis chlorideae Uchida 的研究論文形式，發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

所以說，如果你看到某只花叢間的小蟲形單影只沒有伴侶，未必是因?yàn)樗L(zhǎng)得不好看，也有可能是因?yàn)樗氨亲印辈混`哦。

編輯：孫晨宇

（注：文中拉丁文部分應(yīng)為斜體。）