Nature报道惊人发现，昆虫也有光合作用

　　

生物通报道  蚜虫的生物学是异乎寻常的：它们能够一出生就怀孕，且雄性蚜虫有时候甚至没有嘴巴，这使得它们会在交配后不久即死去。最新公布的一项研究在它的奇异事件名单上又添加了一笔，表明它们有可能也能够捕获阳光，利用这一能量来满足代谢目的。

蚜虫在动物中具有一种独一无二的能力能够合成称为类胡萝卜素的色素。许多的生物依赖这些色素来实现各种各样的功能，例如维持健康的免疫系统，生成某些维生素，但所有其他的动物都必须通过它们的食物来获得这些色素。法国索菲亚科技园的昆虫学家Alain Robichon和他的同事们提出在蚜虫中，这些色素能够吸收来自太阳的能量，将其转移至参与能量生成的细胞结构中。

虽然这在动物中是前所未有的，这种能力在其他王国却很普遍。植物和藻类，以及某些真菌和细菌也能合成类胡萝卜素，在所有这些生物体中色素构成了光合作用结构的一部分。

Robichon和他的研究小组从2010年的研究发现中获得了蚜虫中高水平的类胡萝卜素是自产的线索，他们便开始着手调查昆虫为何会合成这样昂贵的代谢化学物质。

类胡萝卜素影响了蚜虫的色素沉着，而蚜虫的颜色又决定了能够看见它的捕食者的种类。Robichon'实验室蚜虫的身体颜色受到环境条件的影响，寒冷使蚜虫倾向绿色，最合适的条件导致橙色，当种群很大且面对有限的资源时蚜虫就会是白色。

当研究人员测量蚜虫的ATP（在所有生命体中能量传递的“货币”）水平时，结果是令人吃惊的。相比白色蚜虫，体内具有高水平的类胡萝卜素的绿色蚜虫显著生成了更多的ATP。而白色蚜虫体内几乎完全没有这些色素。此外，当将拥有中等量类胡萝卜素的橙色蚜虫放置在阳光下时ATP的生成出现上升，而当移动至黑暗中时ATP的生成则发生了下降。

研究人员继续碾碎橙色蚜虫，提纯了它们的类胡萝卜素，证实这些提取物能够吸收光和传递这种能量。

作者之一、索菲亚研究所的另一位昆虫学家Maria Capovilla坚持认为在科学家们能够确定蚜虫真的能够进行光合作用前还需要开展更多的研究，但这些研究发现显然突出了这种可能性。

胡萝卜素分子在动物体内排列的方式为这一假设增加了权重。这些色素在昆虫表皮下0-40微米形成了一层，使它们处于了捕获阳光的理想位置。

耶鲁大学的昆虫遗传学家Nancy Moran最早发现蚜虫具有生成类胡萝卜素的基因，并指出当前存在许多尚无法解答的问题。“能量生成似乎是蚜虫最小的一个问题，它们的食物中包含过多的糖分，其中大部分它们无法利用，”她说。

这就引出了为何蚜虫需要光合作用的这样一个问题。Capovilla推测电池样的备份有可能在它们面临环境压力之时帮助到它们，例如当它们正迁移至新的宿主植物时。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

First evidence for photosynthesis in insects

The biology of aphids is bizarre: they can be born pregnant and males sometimes lack mouths, causing them to die not long after mating. In an addition to their list of anomalies, work published this week indicates that they may also capture sunlight and use the energy for metabolic purposes.