昆虫进化与植物的关系

<正> 地球在大约35亿年前开始出现生物。到目前,在地球上生存的生物约在200万种以上。它们都是过去绝灭种类的后代,渊源于共同的祖先,经历了从无到有、从少到多、从低级到高级的发展演变过程。不同种类之间常存在着相互适应,关联进化的现象,当今地球上最为繁盛的昆虫种群就与植物存在着互适进化的关系。     

人类对生命起源的认识

今天的地球,是个瑰丽多姿的生物世界。据估计,目前地球上植物约有三十多万种,动物约有一百五十多万种,微生物约有十多万种,而且随着时间的推移,生物新种逐年都有发现,所以实际上还不止这个数。但是,在三十多亿年前,我们这个星球上却是一片死寂,且不说花草人畜,就连小小的虫豸菌藻也没有踪迹。生命,只是原始地球发展到一定时期的产物。     

昆虫与植物的协同进化:寄主植物-铃夜蛾-寄生蜂相互作用

近数10年内,Ehrlich和Raven于1964年提出的协同进化理论及Jermy于1976年提出的顺序进化理论极大地促进了对昆虫与植物相互作用的研究。文章首先简要介绍有关理论,对植食性昆虫与植物关系研究的若干核心问题进行评述。主要问题包括(1)植食性昆虫如何选择寄主植物?(2)植物次生物质是否作为植物防御昆虫取食的重要屏障?(3)昆虫能否适应植物的化学防御?(4)植食性昆虫寄主范围是否是从广到专演化的?随之,作者结合对铃夜蛾Helicoverpa系统研究取得的结果,对上述问题做了进一步的论证和阐述。最后,在继承协同进化、顺序进化等理论精髓的基础上,根据当今三营养级相互作用领域的研究新进展,提出一个新的假说,即多营养级协同进化假说。该假说肯定植物次生物质在植物防御和昆虫识别寄主植物上的重要作用,同时把其他营养级并列放入交互作用的系统,特别强调第三营养级在昆虫与植物关系演化过程中的参与和寄主转移与昆虫食性专化和广化的联系。     

虫媒植物与传粉昆虫的协同进化

虫媒植物与传粉昆虫的协同进化史刚荣（甘肃省陇西师范学校,７４８１００）地球上大约在３５亿年前就开始出现生物。目前,已经过鉴定的全球生存的生物约在１７０多万种以上（世界资源报告,１９８６）,其中被子植物就有２０万种以上,在这些开花的被子植物中,有８０％...     

高等植物抵抗昆虫的秘密

高等植物抵抗昆虫的秘密胡家会高等植物是当今植物界的霸主，是动物赖以生存的基础，仅绿色开花植物就有近３０万种。昆虫是动物界中种类和数量最多的一个类群，约有３６万多种，大多数昆虫以植物为食物。在长期的自然选择过程中，高等植物与昆虫之间建立了非常密切的关系...     

次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义

次生物质是植物次级低谢的产物,它在植物与昆虫协同进化中起着主导作用。本文通过介绍次生物质在植物化学防御中的作用,昆虫对次生物质的适应及其利用等内容,阐述了次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义。     

植物的传粉媒介

在长期的进化过程中，种子植物的传粉形成了多种媒介，具有高度的适应性，其中昆虫和风是两种最主要的传播媒介。昆虫与被子植物相互依存、相互促进，共同进化。     

了解生态网络需要监测植物与传粉者的相互作用

正植物与传粉者相互作用是我们绿色星球最重要的生态过程之一,因为绝大多数被子植物依赖动物帮助传递花粉,而后受精结实;同时,植物产生的花蜜花粉等营养物质作为传粉者的报偿。据Ollerton(2017)估计,全球传粉动物约有35万种,种类最多的是昆虫,还包含鸟类一千余种、蝙蝠二百余种和不能飞行的哺乳动物百余种。其中,鳞翅目(蝶和蛾)昆虫占所有传粉者种类的40%,有14万余种;其次是鞘翅目(甲虫类),占22%,约有7.7万种;膜翅目     

昆虫显微大阅兵

我们的生活中．常常被我们忽略，但是又确实存在的东西有很多．比如昆虫。它们经过亿万年的自然演化．形成了动物界中最庞大的家族。全世界的昆虫可能有1000万种．约占地球上所有生物种的一半。但目前已定名的昆虫种类仅100万种左右，占动物界已知种类的三分之二。我国是昆虫资源丰富的国家．约有15万种昆虫．目前     

植物物种生物学的进展及我们的对策

我们面对的植物界有极大的多样性,仅绿色植物就有30余万种。Turrill(1938)估计,每年约有2000个有花植物的新种被发表;现在每年发表的新种也许是该数字的一半或稍多于一半。由于物种(species,以下简称“种”)不仅是分类的基本单位,也是生物的繁殖单元和进化单元,因此,生物学家可以为了各自的目的从基因到群落各个不同层次上从事研究,但都离不开与种打交道。一个矛盾的事实是:尽管现代生物学在许多领域成果卓著,但却对“种”的定义和本质这个生物学中最基本、最重要的问题没有取得令人稍为满意的一致意见。     

植物与昆虫相互选择

植物与昆虫之间关系十分密切,有的植物依靠昆虫传粉才得繁衍后代,被称为“虫媒植物”;有的昆虫也以某一植物中获取花蜜和花粉粒为生,这些互利关系早为大家所熟悉。另外,有些昆虫则以植物体茎、叶为食,在自然情况下,大部分植物并未因此消失,在一定时间以后,植物体又茂繁如初。看来植物体被昆虫啮食后具有一定的适应,正如price【8】所说,“昆虫是决定植物演化及分布的重要因子,而植物在塑造昆虫行为与演化上扮演了极重要的角色。”可见昆虫与植物是彼以相互影响的。     

植物病原-媒介昆虫互作:研究进展与展望

大多数植物病毒及一些植物病原细菌由介体昆虫传播。植物病原与介体昆虫关系的研究有助于找到防控介体传播病原的关键环节,因此植物病原与介体昆虫的互作关系是植物病原传播机理研究中的核心问题。本文概述了国内外在植物病原与介体昆虫互作研究的最新进展,推介了本专辑论文的主要内容,并在此基础上,从生态和进化的角度提出了在植物病原-媒介昆虫互作研究中以下3个值得关注的研究方向:(1)植物病原与介体昆虫互作对生态系统的影响;(2)昆虫介体传播植物病毒的不同方式之间的关联性以及病毒、介体和植物之间的协同进化关系;(3)自然条件下植物病原-媒介昆虫互作的机理。植物病原与媒介昆虫互作的研究,既是生态和进化的理论问题,也和植物病原及其介体昆虫的绿色防控密切相关。     

虫害诱导的植物挥发物:植物与植食性昆虫及其天敌相互作用的进化产物

综述了植物、植食性昆虫及其天敌相互作用的进化过程。虫害诱导的植物挥发物的特征和功能是植物-植食性昆虫-天敌之间长期进化的结果。在植物、植食性昆虫与天敌相互作用的进化过程中,3个不同营养级,包括植物、植食性昆虫和天敌有着各自的调节和利用虫害诱导的植物挥发物的策略。但有一些问题,如通过实验研究得出的诱导防御在田间是否真正能起到保护作用等需进一步研究、阐明。     

浅谈"协同进化"

“协同进化”(Coevolution)一词是 196 4年 Ehrhich和 Raven在《Evolution》(进化 )杂志上正式首次提出 ,用以阐述昆虫与植物 (蝴蝶及其采食植物之间 )进化历程中的相互关系。现已广泛用于描述自然界中相互之间有密切关系的物种 (甚至器官 )的进化模式 ,是进化生物学、系统学、生态学乃至发育生物学等学科的一个研究热点。援引《Biology》(Starr主编 ,1994 ,第 2版 )中的定义 ,协同进化是指自然生境中两个或多个物种 ,由于生态上的密切联系 ,其进化历程相互依赖 ,当一个物种进化时 ,物种间的选择压力发生改变 ,其他物种将发生与之相适应…     

植食性昆虫适应植物防御反应的研究进展

在植物与植食性昆虫协同进化过程中,植物在不断完善其防御反应,同时植食性昆虫也在选择压下不断适应植物防御反应。植食性昆虫适应植物防御反应存在多样性。昆虫能够利用其唾液中的效应因子抑制或弱化植物防御反应,激活其肠道中的某些特异性蛋白阻断植物防御性次生代谢物的产生或者将其直接降解,以及通过其携带微生物间接抑制植物防御反应。此外,昆虫还能够通过产卵、虫害诱导植物挥发物、识别植物防御物质等方式适应植物的防御反应。本文综述了植食性昆虫如何利用各种效应因子适应寄主植物防御反应的研究进展。     

上海昆虫博物馆开馆

上海昆虫博物馆开馆典礼12月6日上午在中国科学院上海生科院植物生理生态所隆重举行,博物馆坐落在中国科学院枫林科学园区,其前身是建于1868年的上海震旦博物院、总面积达2000m^2,收藏昆虫标本100余万号,包括一大批极为稀有的国家保护类昆虫标本及一部分国际、国内的危险性检疫害虫标本。展馆分为“昆虫生命厅”、“昆虫世界厅”、“昆虫与人类厅”、“昆虫文化厅”,     

兰科花的传粉适应

兰科是种子植物中最大的科之一,约是７３０属,２万多种。我国约有１５０属,１０００余种。作为单子叶植物最进化类群的代表,该科的教学是植物分类学和植物系统学课程中极为重要的一个环节。然而,由于其花的各部分形态结构适应于昆虫传粉而高度特化,也由于教材和参考...     

双翅目昆虫传粉研究进展

昆虫传粉不仅在自然生态系统中发挥着十分重要的作用,也和农业生态系统中产量密切相关。众所周知,膜翅目昆虫是最重要的传粉昆虫。双翅目昆虫分布广,物种多,数量大,也是一类十分重要的传粉昆虫,但其传粉作用未受到足够的重视。本文主要综述了双翅目传粉昆虫的主要种类、传粉效力、传粉特征、与植物的协同进化以及双翅目昆虫传粉的生态学意义。据记载双翅目昆虫中至少有71个科涉及虫媒种类,目前有资料显示访花昆虫类群中双翅目约有54 417种,按涉及的种数排序居于昆虫纲传粉昆虫目中第4位。尽管双翅目昆虫单次访问可携带花粉量相对较少(相比于膜翅目),但是较高访问速率及庞大的个体数量,保证了其作为有效传粉者的地位。传粉综合征能够有效揭示植物与传粉者的协同进化关系,尤其是对一些专化传粉现象(如五味子科-瘿蚊系统)和泛化传粉的深入研究,更加深了我们对协同进化的理解。就生态学意义而言,一方面双翅目传粉昆虫是膜翅目传粉昆虫的有益补充,另一方面在一些特殊环境中,双翅目昆虫具有不可替代的作用。当前传粉昆虫(包括双翅目)数量急剧下降,而且双翅目昆虫的传粉价值还利用较少。结合我国当前的研究现状提出了以下未来研究重点:1)加深双翅目传粉效力和适应意义的案例研究以明确双翅目昆虫在传粉体系中的地位;2)加强栖息地格局变化与昆虫多样性的研究以明确栖息地改变对昆虫的影响程度;3)梳理访花和传粉、专化传粉和泛化传粉等关系以更加明确双翅目昆虫在与植物协同进化中的作用;4)逐步深入探讨花粉浪费和花粉竞争以探究传粉策略和植物繁殖策略。这些努力将为双翅目传粉昆虫的知识普及、资源保护与利用研究等方面提供参考。     

寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的研究进展

寄主植物与昆虫在长期协同进化中形成了复杂的防御和反防御机制。本文系统综述了寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的过程与机制。刺吸式昆虫利用特化的口针,吸食寄主植物组织汁液时,植物通过细胞膜表面或细胞内受体感知昆虫取食信号,并经过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路、植物激素信号通路、钙离子信号通路、转录因子调控、Rop/Rac GTPase信号通路、活性氧(reactive oxygen species, ROS)通路等信号转导通路激活植物免疫。为了阻止害虫进一步取食,寄主植物形成了增强的物理屏障,并诱导产生次生代谢物、抗营养酶类、抗消化酶类和胼胝质沉积及释放挥发物等多种防御机制。在与寄主植物“博弈”的过程中,刺吸式昆虫往往会利用其取食时分泌的唾液成分,靶向植物靶标蛋白,通过破坏宿主植物的物理屏障,或抑制宿主植物的抗性信号转导,或抑制宿主次生代谢物的毒害作用,或通过跨界RNA和水平基因转移等方式抑制植物的防御反应,从而达到继续取食为害的目的。此外,基于植物与病原菌互作模式,结合寄主植物与刺吸式昆虫互作研究进展,总结了寄主植物...     

影响果蝇味觉感受及寄主植物的选择的基因

在漫长的进化过程中，果蝇这个家族中的Dros—ophila sechellia演变成了一种专食性昆虫，它的寄主植物是诺丽（Morinda citrifolia，又名Tahitian noni）。这种植物含有己酸（HA）和辛酸（OA）。其它的果蝇都排斥这2种物质因而对诺丽避之唯恐不及，而偏偏D．sechellia受其吸引而对诺丽“情有独钟”。这到底是为什么呢？