昆虫与植物协同进化.ppt

有些植物如番茄和马铃薯,在其不受损伤时蛋白酶抑制素含量很低，当昆虫取食后,植物体内迅速诱导合成这种物质。第23页,共49页，2024年2月25日，星期天昆虫对植物化学防御的适应对于植物的次生有毒物质，有的昆虫发展了避毒、解毒、贮毒的适应能力。香豆素是伞形花科植物的主要防御物质,代表性的有羟基香豆素、线型呋喃香豆素和角型呋喃香豆素,三者对昆虫的毒性依次升高。呋喃香豆素还是光敏性毒素,经紫外线照射后对昆虫的毒性显著增加。旱芹属第24页,共49页，2024年2月25日，星期天这类植物的专食性昆虫,对毒素产生了很强的适应性：织叶蛾在取食前先将叶片卷起,而后入内取食,这样就可避免紫外线对毒素毒性的诱导；有的昆虫如乌凤蝶则发展了以细胞色素P450氧化酶为主的解毒机制,该酶可打开毒素内的呋喃环。相反,不适应的昆虫则很难在这类植物上生存。乌凤蝶第25页,共49页，2024年2月25日，星期天避毒冬尺蛾的幼虫在春季很早就孵化，并在栎树叶聚积大量单宁以前就以栎树的嫩叶为食，完成了发育，从而避开了单宁对它们生长和发育的不利影响。尺蛾栎树第26页,共49页，2024年2月25日，星期天贮毒茴香凤蝶的幼虫在前胸背板的一个袋中积聚茴香油，当幼虫受到侵犯时，就把这个袋子里的茴香油翻了出来。取食曼陀罗叶的一种幼虫，在它们的背上堆积它们自己的粪便以进行保护，粪便中含有从寄主体中得来的不适口的生物碱。茴香凤蝶幼虫第27页,共49页，2024年2月25日，星期天虫媒植物吸引昆虫为其传粉的策略1花的颜色大都具有色彩鲜艳的花,其中以白、黄、红三色最为常见。蜜蜂嗜好白、黄色；蝶类善辨红色；而夜间活动的蛾类则对白色更为偏好。在北半球原野上,植物的花往往是黄、白、紫色或蓝色（蜂类）；而在靠近热带和亚热带的地方却常为鲜红色（蝶类）。第28页,共49页，2024年2月25日，星期天虫媒植物花的颜色,是和昆虫的演变相互适应的。较原始的如木兰属颜色较淡甲虫类独活属、冬青属等花色浅而无光彩蝇类蜂类花的颜色趋于鲜艳（黄色和蓝色）鳞翅目蝶蛾和膜翅目蜜蜂、胡蜂等繁盛之时,花的颜色更加多样。第29页,共49页，2024年2月25日，星期天2花的结构虫媒花的结构经历了复杂的演变过程。花的各部分在花托上的排列由螺旋状到轮生,由辐射对称到两侧对称,甚至不对称。花冠的形状由辐射状、十字状到筒状舌状、喇叭状、漏斗状等类型。昆虫与植物相互选择。第30页,共49页，2024年2月25日，星期天3蜜腺的部位毛茛的蜜腺外露花瓣基部,可使蚂蚁、甲虫、苍蝇、蜜蜂等在取食花蜜时为其传粉。（蜜腺浅）油菜的蜜腺位于花托上,花萼和花瓣把蜜腺围合在花较深的部位。因此,只适宜于较长的口器的蜜蜂和蝶类取食花蜜。油菜花第31页,共49页，2024年2月25日，星期天如马达加斯加岛上的长距武夷兰,蜜腺藏在长达23cm的距底,有一种长着33cm喙的蛾子专门为它传粉，这种固定的访花传粉,有利于种间隔离,减少杂交,从而加快了被子植物的演化。植物蜜腺分泌花蜜的量武夷兰第32页,共49页，2024年2月25日，星期天4化学信息虫媒植物一般都能发出一定的气味以吸引昆虫，而昆虫则对不同气味表现得非常专一,如蜂类喜欢甜蜜味,蝇类喜欢腐臭味,而甲虫则对果香味和发酵味有所偏爱。有些气味在昆虫取走花粉后立即停止发出。苹果花霸王花第33页,共49页，2024年2月25日，星期天植食性昆虫与植物之间主要问题探讨1昆虫对寄主植物的选择,尽管受到多种因素如种间竞争、天敌作用等的影响,但起决定作用的是植物的理化性质,主要是植物的次生物质。它们具有种属特异性,造成植物种类特有的气味。第34页,共49页，2024年2月25日，星期天2植物次生物质是否作为植物防御昆虫取食的重要屏障?研究表明次生物质确实在保护植物、减少昆虫和其它动物的取食方面起重要作用。上面提到的凤蝶与伞形花科香豆素的关系第35页,共49页，2024年2月25日，星期天植物是如何感知昆虫的危害并能主动地启动诱导防御系统？当昆虫取食时,植物的组织细胞被破坏,细胞壁的果胶碎片被水解酶分解为寡聚的半乳糖醛酸片段,由此激活伤口周围组织的蛋白酶抑制素基因。与此同时,内源产生的一种称为“systemin”的多肽运输于整个植株,并激活远离伤口组织的蛋白酶抑制素基因。局部和系统活化的结果,导致新的大量抑制素mRNA被转录,并以mRNA为模