昆蟲與信息素-在線瀏覽
2025-01-27 12:41本頁面
【正文】 2 ] 尋找神秘的化學(xué)物質(zhì) 由于十九世紀末及二十世紀初時化學(xué)技術(shù)的限制，這種迷一樣的物質(zhì)始終蒙著一層神秘的面紗。 阿道夫這一次，他將研究的方向轉(zhuǎn)向了那種雌性大孔雀蝶用來吸引雄性同類的神秘物質(zhì)，這讓他的研究進入到了該領(lǐng)域研究中的一個完 全不同的分支。同林特納一樣，他也預(yù)見到了這項研究將可以開創(chuàng)一種新的方式，用來控制害蟲。這項工作的難度是非常大的。然后，他使用分析化學(xué)技術(shù)，將分離出來的蠶蛾的成分進行不同的萃取，再用萃取出來的不同成分在雄性蠶蛾身上進行實驗。 這項研究的過程持續(xù)了大約三十年，布特南特在他的研究過程中總共研磨了大約 50 萬只雌性蠶蛾來辨別它們引誘雄性蠶蛾的香味。 同一年，德國生物化學(xué)家皮特 盧斯切爾（ Martin L252。研究者們當(dāng)時正在忙著分辨那種維系著白蟻精密的等級系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，因此他們制造了這個詞匯來形容一種動物發(fā)出的用來引發(fā)同類中其他成員的特殊行為或持續(xù)反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。 從動物的行為來分析動物的反應(yīng)，比如布特南特所使用的蠶蛾震動翅膀的反應(yīng)在二十世紀六十年代之間一直被用作分辨信息素的關(guān)鍵手段。G當(dāng)時用來進行實驗的昆蟲是蜜蜂。巴特勒用下頜腺分泌物來檢測是否這種分泌物會組織工蜂建造特殊的蜂王飼養(yǎng)巢穴。這種信息素不但會阻止工蜂喂養(yǎng)蜂王，同時還會讓工蜂的卵巢停止發(fā)育。使用行為分析方法，研究人員辨別出了由一些有害的昆蟲用作引誘劑的信息素。 但是，也有很多科學(xué)家對信息素的研究最后也是以失敗而收場的。那么，當(dāng)時有什么別的方法用于信息素的測試呢？ 對于 這個問題，研究人員考慮了相當(dāng)?shù)囊欢螘r間。 卡爾森就向他的同伴 —— 生物學(xué)家底特里希 施奈德接受了這個挑戰(zhàn)。施奈德由此提出了一個天才的設(shè)想：他可以使用觸角作為信息素的“嗅探器”，進而推理出這些觸角會對相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，然后會放出生物電，接著在受到刺激的情況下神經(jīng)細胞就會做出特別的反應(yīng)。接著，他將含有蠶蛾性誘醇的萃取物（當(dāng)然是由布特南特的實驗室提供的）通過空氣吹到觸角上。施奈德隨即將這種昆蟲觸角對氣味敏感的生物電反應(yīng)命名為“生物電觸角程序”（ EAG），并于 1957 年報告了他的發(fā)現(xiàn)和該項技術(shù)。那些在原始狀態(tài)時對雄性昆蟲具有非凡吸引力的萃取物被凈化成化合物的狀態(tài)后卻失去了那種神秘的誘惑力。 為什么會產(chǎn)生這樣的情況的迷題于二十世紀六十年代中期開始先后在化學(xué)家羅伯特西爾維斯坦與位于伯克利的加州大學(xué)的昆蟲學(xué) 家大衛(wèi) 這種樹皮甲蟲只共同寄居在松樹上。 伍德檢測到信息素就包含在那些樹洞中的鋸末狀的混合物中以及那些甲蟲在它們開鑿的樹洞時排出體外的排泄物小球中。這種混合物實際上 就是 “ 蛀屑 ” 。他們之所以這么確定是因為他們親眼看到正是這些蛀屑吸引著甲蟲排著隊向蛀屑的方向聚集。而當(dāng)他們在實驗室測試中將這些化合物中的兩種進行混合時，他們又發(fā)現(xiàn)那種對甲蟲的神秘吸引力又出現(xiàn)了。他們在實踐中將兩種化合物的混合物進行測試。但當(dāng)他們重新將三種化合物混合，并以此來作為誘餌時，他們又吸引來了非常多的樹皮甲蟲，這同當(dāng)時用活的樹皮甲蟲進行實驗時的結(jié)果是一樣的。這說明，加入第三種化合物會對另一類甲蟲的吸引反應(yīng)產(chǎn)生一種阻礙的作用。雖然測試混合物中相互結(jié)合的每一種成分的方法讓信息素研究變得更加復(fù)雜，但同時，這種方法也幫助解釋了過去所發(fā)生的一些失敗的原因。通常他們會發(fā)現(xiàn)，添加一到兩種更多的化合物到單一的化合物中會顯著改善實際實驗的結(jié)果。而呈現(xiàn)鏡像的信息素則擁有著相反的效果。研究人員還發(fā)現(xiàn)，對于很多昆蟲來說，如果信息素化合物沒有以合適的比例結(jié)合，混合出來的信息素的吸引力就會大大降低 —— 甚至?xí)齺聿煌惖睦ハx [ 4 ] 新的技術(shù) 從二十世紀六十年代到二十世紀七十年代間，由于技術(shù)的發(fā)展，信息素研究的步伐和產(chǎn)出被大大地加快和提高了。這些技術(shù)被用來與“生物電觸角程序”結(jié)合起來使用。大規(guī)模及核磁共振分光計則用來區(qū)分化學(xué)組成成分。這種蛾子是一種蘋果園里的害蟲。到了 1971 年，康乃爾大學(xué)的溫戴爾 首先，使用氣相色譜分析法，他們從蛾的腺體中分離出萃取物。在這個階段，研究人員通常會使用光譜分析法在萃取物中分離出信息素，這是一個緩慢而且消耗大量人力的過程。他們使用小蘋果蛾觸角來測試這一組物質(zhì)中的化學(xué)成分的生物電觸角程序。這兩種化合物都包含有一 種與眾不同的雙鍵。當(dāng)康乃爾大學(xué)的研究小組宣布他們識別出了小蘋果蛾的信息素時，這條消息遭到了懷疑。 所有這些技術(shù)，都是通過與其他技術(shù)通過不同的排列組合結(jié)合使用的。而通過將氣相色譜分析法與生物電觸角程序相結(jié)合，研究人員才能檢測出在他們的目標昆蟲的化合物中 哪種化合物會產(chǎn)生生物電反應(yīng)。 在進行物理測試的同時，研究者們現(xiàn)在需要一種新的行為分析法來測定哪種化學(xué)物質(zhì)是信息素信號的真正部分?？夏岬希?John Kennedy）已經(jīng)開發(fā)出了一種特殊的風(fēng)洞來研究昆蟲如何確定方向并頂著風(fēng)前進。他依然使用他的風(fēng)洞 —— 一個干凈的塑料管子，在管子里的一段釋放味道，然后通過風(fēng)扇將味道吹 向管子的另一端。因此，肯尼迪在管道中裝上了可以移動的凹凸不平的管壁，并以此來模擬昆蟲飛行路徑下方的地形。 從二十世紀七十年代開始，肯尼迪的風(fēng)洞和類似的裝置就 被證明其對于
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