打开一种侵害植物的害虫——柑橘粉蚧的细胞,你会发现一种名为Tremblaya princeps的细菌。再打开它们,你会发现更小的微生物,名为Moranella endobia。粉蚧利用这两个伙伴来补充它单调的植物汁液饮食。这三者相互关联,谁也无法单独生存。
犹他州立大学的生物学家 Carol von Dohlen 十年前发现了这种独特的虫中虫中虫的层级结构。现在,她与蒙大拿大学的 John McCutcheon 一起,发现这三种生物通过合作生产线生产氨基酸;每种生物贡献其在该化学反应中的份额,以准备最终产品。除此之外,这种关系仍然是个谜。McCutcheon 说:“这真的很神奇,坦白说,我完全不知道这一切是如何运作的。”
许多食汁昆虫依靠有益的细菌(共生体)来制造氨基酸,但没有一种像柑橘粉蚧那样拥有嵌套的微生物。这种层级结构是如何进化的尚不清楚,但 McCutcheon 认为,最初是昆虫与Tremblaya建立了伙伴关系。寄生在虫体内的细菌丢弃了许多自己的基因。(如今,它是所有生物中基因组最小的——只有 121 个基因,而人类有 20,000 多个基因——而且它还在继续缩小。)在某个时候,Tremblaya的基因组缩小到其氨基酸生产机制无法正常工作,迫使粉蚧招募第二个伙伴来弥补不足。
至于Moranella为何会生活在Tremblaya内部,McCutcheon 仍在寻找解释。他说:“这是进化中一个迷人的怪癖。”
参考文献:John P. McCutcheon, Carol D. von Dohlen. "An Interdependent Metabolic Patchwork in the Nested Symbiosis of Mealybugs." Current Biology, August 11, 2011. DOI: 10.1016/j.cub.2011.06.051















