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植物也會(huì)被寄生變“僵尸”

http://www.www.duofu365.com 2014-05-03 來(lái)源:南都周刊 作者: 發(fā)表評(píng)論(0)

  電影《成為約翰·馬爾科維奇》中,馬丁承認(rèn)道,“我不是李斯特博士,我是馬丁船長(zhǎng),90年前我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的入口,可以通向另一個(gè)人的身體,只要不停地從一個(gè)身體跳進(jìn)另一個(gè)身體,就可以永遠(yuǎn)活下去。”人類寄生他者身體尚屬科幻情節(jié),但此舉在動(dòng)物界早不是什么新鮮事兒。例如,冬蟲(chóng)夏草是被蟲(chóng)草菌寄生而喪命的蝙蝠蛾幼蟲(chóng);鉆入蟋蟀體內(nèi)的馬鬃蠕蟲(chóng)需要水下產(chǎn)卵時(shí),也會(huì)邪惡地迫使寄主跳水自殺。

  這些病菌或蟲(chóng)子因?yàn)樽陨硇袆?dòng)不便,于是進(jìn)化出寄生的本事兒。所以一般被選中的倒霉蛋兒都是腿腳利索的,比如蟑螂或上文提到的蟋蟀。

  有趣的是,被選中的宿主還有植物。植物是植原體的大愛(ài)。植原體屬于細(xì)菌界,它們是類似細(xì)菌,但沒(méi)有細(xì)胞壁的原核生物。它們一邊在安土重遷的植物體內(nèi)安營(yíng)扎寨,一邊物色志在四方且以吸食植物汁液為生的昆蟲(chóng)作為下一步寄生的寄主。

  這種同時(shí)駕馭兩種生物高端技術(shù)的叫“雙控”(Dualcontroltheory)。如果你只將它理解為在同一時(shí)間內(nèi)控制兩個(gè)寄主,那就有些小看這些寄生生物高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略眼光了。“雙控”更深一層的解釋是對(duì)兩種層面的控制。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),當(dāng)一個(gè)有頭腦的新手開(kāi)車去某個(gè)地方時(shí),他會(huì)做兩層考量,一是怎樣能更快捷,二是如何在這次駕駛中適應(yīng)駕座、方向盤(pán)、手閘、離合器的脾性等等,以獲得更多駕駛經(jīng)驗(yàn)。很明顯,第二層考量會(huì)影響第一層考量的效率。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這是劃算的。

  寄生“雙控”也是如此。寄生于植物雖然不能一步到位,但落腳于此,居所安定,寄生生物要做的便是將植物打扮成一副看起來(lái)很好吃的樣子,吸引下一個(gè)寄主吃掉植物,就可以輕松搬家了。然而長(zhǎng)久以來(lái),這種雙控技術(shù)的細(xì)節(jié)一直是個(gè)謎。

  最近一組來(lái)自諾維奇的研究人員終于搞清這些無(wú)腦的家伙是怎樣運(yùn)作如此大手筆的智慧戰(zhàn)略了。相關(guān)研究論文發(fā)表在近期的《公共科學(xué)圖書(shū)館》(PLOS)雜志上。殺手锏是一種名為SAP54的蛋白。植原體用它來(lái)給植物做絕育手術(shù)。入侵后,植原體會(huì)給植物注入SAP54蛋白,該蛋白與植物體內(nèi)的另一種蛋白R(shí)AD23結(jié)合后,將RAD23送入蛋白酶體—植物體內(nèi)的垃圾處理場(chǎng)。對(duì)于植物來(lái)說(shuō),RAD23本身絕不是垃圾,它負(fù)責(zé)SEPALLATA3和APETALA1這兩個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯工作。順便說(shuō)下,這是蛋白質(zhì)合成生物和植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵步驟。在這個(gè)過(guò)程中,“基因通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息,從而控制生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)”。費(fèi)了一番功夫,植原體達(dá)到目的了。因?yàn)檫@兩種基因在花瓣的發(fā)育中起著重要的調(diào)控作用,如果無(wú)法轉(zhuǎn)錄翻譯,花瓣會(huì)逐漸變成綠色。整個(gè)花體看上去像是一叢汁液飽滿的綠葉。而與此同時(shí),植原體也對(duì)植物做了絕育手術(shù)。植物自身不再生長(zhǎng),不會(huì)有瓜熟蒂落的一天了。它不再為自己而活,如同僵尸一樣異化地活著。

  SAP54的作用不只是讓植物絕育。SAP54本身對(duì)前來(lái)吸食植物汁液的昆蟲(chóng)也有吸引作用。讓研究人員霍根浩特驚嘆的是,“精妙之處就在于此,這種細(xì)菌只用了一種蛋白就同時(shí)控制了植物和昆蟲(chóng),太讓人驚訝了!”

  除了讓人驚嘆自然進(jìn)化的神力外,這樣的研究還有更實(shí)際的用處—既然可以通過(guò)蛋白改變植物的基因表達(dá)來(lái)吸引昆蟲(chóng),也阿許能通過(guò)另一種蛋白來(lái)拒絕以農(nóng)作物為食的害蟲(chóng)。當(dāng)然大前提當(dāng)然是我們不能排斥使用基因技術(shù)種植的糧食。

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