昆蟲(chóng)與信息素-在線(xiàn)瀏覽
2025-01-27 12:41本頁(yè)面
【正文】 2 ] 尋找神秘的化學(xué)物質(zhì) 由于十九世紀(jì)末及二十世紀(jì)初時(shí)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(lái)吸引雄性同類(lèi)的神秘物質(zhì)，這讓他的研究進(jìn)入到了該領(lǐng)域研究中的一個(gè)完 全不同的分支。同林特納一樣，他也預(yù)見(jiàn)到了這項(xiàng)研究將可以開(kāi)創(chuàng)一種新的方式，用來(lái)控制害蟲(chóng)。這項(xiàng)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(lái)的蠶蛾的成分進(jìn)行不同的萃取，再用萃取出來(lái)的不同成分在雄性蠶蛾身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 這項(xiàng)研究的過(guò)程持續(xù)了大約三十年，布特南特在他的研究過(guò)程中總共研磨了大約 50 萬(wàn)只雌性蠶蛾來(lái)辨別它們引誘雄性蠶蛾的香味。 同一年，德國(guó)生物化學(xué)家皮特 盧斯切爾（ Martin L252。研究者們當(dāng)時(shí)正在忙著分辨那種維系著白蟻精密的等級(jí)系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，因此他們制造了這個(gè)詞匯來(lái)形容一種動(dòng)物發(fā)出的用來(lái)引發(fā)同類(lèi)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(dòng)物的行為來(lái)分析動(dòng)物的反應(yīng)，比如布特南特所使用的蠶蛾震動(dòng)翅膀的反應(yīng)在二十世紀(jì)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(shí)用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的昆蟲(chóng)是蜜蜂。巴特勒用下頜腺分泌物來(lái)檢測(cè)是否這種分泌物會(huì)組織工蜂建造特殊的蜂王飼養(yǎng)巢穴。這種信息素不但會(huì)阻止工蜂喂養(yǎng)蜂王，同時(shí)還會(huì)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(chóng)用作引誘劑的信息素。 但是，也有很多科學(xué)家對(duì)信息素的研究最后也是以失敗而收?qǐng)龅?。那么，?dāng)時(shí)有什么別的方法用于信息素的測(cè)試呢？ 對(duì)于 這個(gè)問(wèn)題，研究人員考慮了相當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)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(gè)挑戰(zhàn)。施奈德由此提出了一個(gè)天才的設(shè)想：他可以使用觸角作為信息素的“嗅探器”，進(jìn)而推理出這些觸角會(huì)對(duì)相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，然后會(huì)放出生物電，接著在受到刺激的情況下神經(jīng)細(xì)胞就會(huì)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(shí)驗(yàn)室提供的）通過(guò)空氣吹到觸角上。施奈德隨即將這種昆蟲(chóng)觸角對(duì)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(bào)告了他的發(fā)現(xiàn)和該項(xiàng)技術(shù)。那些在原始狀態(tài)時(shí)對(duì)雄性昆蟲(chóng)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(huì)產(chǎn)生這樣的情況的迷題于二十世紀(jì)六十年代中期開(kāi)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(chóng)學(xué) 家大衛(wèi) 這種樹(shù)皮甲蟲(chóng)只共同寄居在松樹(shù)上。 伍德檢測(cè)到信息素就包含在那些樹(shù)洞中的鋸末狀的混合物中以及那些甲蟲(chóng)在它們開(kāi)鑿的樹(shù)洞時(shí)排出體外的排泄物小球中。這種混合物實(shí)際上 就是 “ 蛀屑 ” 。他們之所以這么確定是因?yàn)樗麄冇H眼看到正是這些蛀屑吸引著甲蟲(chóng)排著隊(duì)向蛀屑的方向聚集。而當(dāng)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室測(cè)試中將這些化合物中的兩種進(jìn)行混合時(shí)，他們又發(fā)現(xiàn)那種對(duì)甲蟲(chóng)的神秘吸引力又出現(xiàn)了。他們?cè)趯?shí)踐中將兩種化合物的混合物進(jìn)行測(cè)試。但當(dāng)他們重新將三種化合物混合，并以此來(lái)作為誘餌時(shí)，他們又吸引來(lái)了非常多的樹(shù)皮甲蟲(chóng)，這同當(dāng)時(shí)用活的樹(shù)皮甲蟲(chóng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的結(jié)果是一樣的。這說(shuō)明，加入第三種化合物會(huì)對(duì)另一類(lèi)甲蟲(chóng)的吸引反應(yīng)產(chǎn)生一種阻礙的作用。雖然測(cè)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(shí)，這種方法也幫助解釋了過(guò)去所發(fā)生的一些失敗的原因。通常他們會(huì)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(huì)顯著改善實(shí)際實(shí)驗(yàn)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(duì)于很多昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，如果信息素化合物沒(méi)有以合適的比例結(jié)合，混合出來(lái)的信息素的吸引力就會(huì)大大降低 —— 甚至?xí)齺?lái)不同類(lèi)的昆蟲(chóng) [ 4 ] 新的技術(shù) 從二十世紀(jì)六十年代到二十世紀(jì)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(lái)與“生物電觸角程序”結(jié)合起來(lái)使用。大規(guī)模及核磁共振分光計(jì)則用來(lái)區(qū)分化學(xué)組成成分。這種蛾子是一種蘋(píng)果園里的害蟲(chóng)。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(gè)階段，研究人員通常會(huì)使用光譜分析法在萃取物中分離出信息素，這是一個(gè)緩慢而且消耗大量人力的過(guò)程。他們使用小蘋(píng)果蛾觸角來(lái)測(cè)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(shí)別出了小蘋(píng)果蛾的信息素時(shí)，這條消息遭到了懷疑。 所有這些技術(shù)，都是通過(guò)與其他技術(shù)通過(guò)不同的排列組合結(jié)合使用的。而通過(guò)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(cè)出在他們的目標(biāo)昆蟲(chóng)的化合物中 哪種化合物會(huì)產(chǎn)生生物電反應(yīng)。 在進(jìn)行物理測(cè)試的同時(shí)，研究者們現(xiàn)在需要一種新的行為分析法來(lái)測(cè)定哪種化學(xué)物質(zhì)是信息素信號(hào)的真正部分?？夏岬希?John Kennedy）已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種特殊的風(fēng)洞來(lái)研究昆蟲(chóng)如何確定方向并頂著風(fēng)前進(jìn)。他依然使用他的風(fēng)洞 —— 一個(gè)干凈的塑料管子，在管子里的一段釋放味道，然后通過(guò)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(dòng)的凹凸不平的管壁，并以此來(lái)模擬昆蟲(chóng)飛行路徑下方的地形。 從二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始，肯尼迪的風(fēng)洞和類(lèi)似的裝置就 被證明其對(duì)于
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