生物学家获得有关南瓜虫粪便的独家新闻

南瓜虫携带一种肠道细菌，这种细菌对于其发育成成虫至关重要。但当南瓜虫若虫从卵中孵化出来时，它们的系统中并没有这种细菌。这让研究昆虫与其体内微生物之间相互作用的科学家们想知道：若虫如何获得这些必需的微生物?

埃默里大学生物学研究生贾森·陈(Jason Chen)一天晚上在实验室里偶然发现了一条线索。

他已经完成了对一些成年南瓜虫的实验，他用红色荧光蛋白标记了这些南瓜细菌的Caballeronia细菌。这些虫子被安置在一个塑料盒里，里面有纸巾作为垫料。他把一些若虫扔进容器里，作为当天打扫卫生时容纳它们的地方。

“当我回来关灯时，我注意到所有若虫都聚集在成虫在纸巾上留下的粪便点周围，”陈说。“通常若虫会四处游荡，但它们都停在这个粪便周围。他们被它惊呆了。我想知道这种行为意味着什么。”

他最终在显微镜下检查了若虫，发现它们的内脏发出与成虫相同的红色荧光。更多的实验证实了这一发现——若虫南瓜虫吃成虫的粪便来获取它们生长所需的细菌。

《当代生物学》发表了这一发现，这可能为控制南瓜虫(一种重要的农业害虫)的改进方法提供见解。

该论文的共同第一作者陈说：“南瓜虫是一种看起来很普通的动物，但实际上却做了一些很酷的事情。” “当它们孵化时，若虫必须找到微生物才能发育。他们通过观察同种成虫的粪便来发现它。对于这个非常基本的问题，这是一个优雅的解决方案。”

陈和斯科特·维拉(Scott Villa)是该论文的共同第一作者，斯科特·维拉是前埃默里大学博士后研究员，现就职于戴维森学院。

“很多孩子都会经历一个喜欢玩昆虫的阶段，”陈说。“昆虫学家之间开玩笑说，我们从来没有摆脱过这种情况。我现在更多地研究昆虫体内的细菌，这是一个有趣的转变。”

在埃默里大学，陈借鉴了两位顾问的专业知识，他们都是《当代生物学》论文的资深作者。生物学助理教授尼克·维加(Nic Vega)专注于微生物如何形成复杂的群落。生物学教授妮可·杰拉多(Nicole Gerardo)研究宿主与微生物相互作用的进化，特别是昆虫体内的相互作用。

“共生”一词是指与较大生物共生的较小生物。人类充满了数千亿至数万亿的共生体，主要是细菌，它们生活在体内。这个被称为“微生物组”的无形社区的一些成员可能会对人的健康产生负面影响。但其他微生物通过帮助人类宿主的免疫系统发育、帮助消化和产生能量来造福人类。每个人微生物组的差异甚至可能决定他们对某些疾病的易感性。

研究已经揭开了人类微生物组的许多谜团，但共生体对人类健康的影响仍然存在重大问题。昆虫的微生物组远没有人类那么复杂，这使得它们成为研究宿主与微生物相互作用的基本问题的理想实验室模型。

南瓜虫是一种扁平的灰棕色昆虫，类似于它的近亲臭虫。

“任何在花园里种植过南瓜的人都可能见过这种虫子，”陈说。“它非常擅长寻找南瓜植物。”

南瓜虫是一种“真正的虫子”，这意味着它靠流质食物生存。它使用刺穿的稻草状口器刺穿植物并将唾液注入其中。唾液会分解植物组织，将其液化，以便虫子将其吸走。

虽然南瓜和南瓜植物是它们的主要目标，但这些昆虫也可以侵染葫芦科其他成员的作物，包括黄瓜、哈密瓜和西瓜。除了对植物造成直接损害外，它们还可以在农作物之间传播病原体，导致黄藤病。

盔甲有助于保护南瓜虫免遭“压扁”。它们会散发出有毒的气味，以进一步威慑掠食者。它们躲在树叶下的习惯限制了杀虫剂的影响。

“南瓜虫很难控制，除非你把它们从植物上一一摘下来，”陈说。

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