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北卡罗莱纳州立大学的研究人员首次发现了一种特殊的化学物质,这种化学物质是高等级白蚁——蚁后和国王——用来与工蚁交流自己的皇家身份。这一发现可以促进白蚁进化、行为和控制方面的知识。
一项研究发表在美国国家科学院院刊这表明,一种蜡状碳氢化合物——一种只由碳原子和氢原子组成的化学物质,叫做正二十烷——存在于地下皇家白蚁的体表上,可以让工蚁识别并照顾它们。白蚁主要生活在地下或木头里,而且通常看不见东西,因此需要使用化学信号进行交流。
“这是白蚁识别信息素的第一份报告,昆虫中的一份国王识别信息素的第一份报告,”Blanton J.Witmire在NC州的昆虫学教授。
社区和数控国家博士学位毕业科林·菲拉罗,本文的共同作者,使用气相色谱,从皇家和工人的外骨骼中分离特定的化学品网状味道白蚁并在皇家白蚁上发现了纯粹的纯糖,但不是工人。
当二十烷被放在作为皇家白蚁替身的玻璃假人身上时,工人们没有鞠躬或行屈膝礼,而是开始颤抖——这一行为似乎反映了白蚁对皇家的认可。当皇家信息素与蚁群中其他代表蚁群气味的工蜂的碳氢化合物混合在一起时,工蜂的震动更大。
沙尔说:“白蚁使用两步识别过程——蚁群的气味给了工蚁一个‘家’的背景,而在这个背景下的二甲烷表示‘王室成员在家里’。”
富纳罗说:“皇家识别信息素可以让工蜂知道有女王或国王在场,蚁群里一切都很稳定。”“当工蚁意识到王室成员也是自己的同伴时,它们抖得更厉害了。”
Schal表示,该研究占据了普通持有的信念,即昆虫秩序Hymenoptera - 蚂蚁,蜜蜂和黄蜂的女王 - 是首先使用这些蜡状碳氢化合物的皇家识别。
沙尔说:“白蚁出现在大约1.5亿年前,而群居的膜翅目昆虫出现在大约1亿年前,所以在白蚁中发现碳氢化合物作为王室识别信息素似乎比它在群居昆虫中的使用更早。”
R.Flavipes.沙尔补充说,白蚁是北卡罗来纳州和东南部的主要害虫,造成了数十亿美元的损失。近年来,它们已经蔓延到美国西海岸、加拿大、南美、欧洲和亚洲。
德克萨斯农工大学(Texas A&M University)的Ed Vargo和宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)的Katalin Boroczky也共同撰写了这篇论文。Ed Vargo曾是北卡罗来纳州立大学(NC State)的教授。
该工作的资金来自NC州的Blanton J. Whitmire禀赋。
- kulikowski
编辑报告:论文摘要如下。
“在地下白蚁中识别蚁后和国王识别信息素网状味道”
作者北卡罗莱纳州立大学的Colin F. Funaro和Coby Schal;Katalin Boroczky,宾夕法尼亚州立大学;以及德州农工大学的爱德华·l·瓦戈
发表:在线,2018年3月19日,美国国家科学院院刊
DOI: 10.1073 / pnas.1721419115
摘要化学交流是昆虫群体成功的基础。物种特异性、群体特异性和种姓特异性混合在角质层碳氢化合物(CHCs)和其他化学物质中,作为信息素,调解了社会昆虫重要的行为和生理方面,已经被充分证明。更具体地说,蚁后(白蚁中的国王)使用的皇家信息素使工蚁能够识别和照顾这些重要的个体,并维持劳动的生殖分工。然而,到目前为止,在白蚁中还没有发现皇家识别信息素。在目前的研究中,溶剂提取物的地下白蚁网状味道分析了不同种姓间表皮化合物的差异。我们鉴定了一种皇家特有的碳氢化合物——二十烷,以及几种之前未报道的高度皇家富集的长链烷烃。当应用于玻璃假人时,二十二烷引起的工蚁行为反应与活白蚁蚁后引起的反应相同,包括增加振动和触角。此外,二十二烷的行为效应被放大时,与巢白蚁工蚁的角质层提取物,强调了化学环境在白蚁皇家识别的重要性。因此,廿烷是一种皇家识别信息素,在女王和国王中都有活性R.Flavipes.。白蚁用纯粹的纯粹作为女王和国王识别信息素,表明Chcs作为皇家信息素(皇家信息素)发展为1.5亿年前,在他们第一次使用前50万年,因为女王社会Hymenoptera。因此,我们推断过的白蚁和社会Hymenoptera融化了这些普遍存在的化合物在皇家识别方面的使用。
