Nature Ecology & Evolution丨李胜/张蔚/陈学新合作团队揭示兰花螳螂体色程序性转变的奥秘和意义

360影视 动漫周边 2025-05-31 09:01 1

摘要:在自然界的神奇舞台上,兰花螳螂以其酷似花朵的粉白色外表被誉为 " 会走动的花 " 。但鲜为人知的是,这些天生的伪装大师在 刚出生时 却披着醒目的黑红外衣, 经第一次蜕皮后,其体色急剧转变为粉白体色,这种体色的程序性转变 宛如经历了一场精心设计的 " 换装秀 "

在自然界的神奇舞台上,兰花螳螂以其酷似花朵的粉白色外表被誉为 " 会走动的花 " 。但鲜为人知的是,这些天生的伪装大师在 刚出生时 却披着醒目的黑红外衣, 经第一次蜕皮后,其体色急剧转变为粉白体色,这种体色的程序性转变 宛如经历了一场精心设计的 " 换装秀 " 。体色程序性转变现象虽然在自然界中普遍存在,但其背后的分子机制和进化生态学功能并不清楚。

2025 年 5 月 30 日,华南师范大学生命科学学院李胜教授团队 联合北京大学张蔚教授团队以及浙江大学陈学新教授团队 在 Nature Ecology & Evolution 发表了题为

The pigment transporterRedboyconfers programmed body color transition in orchid mantises的研究长文,并受邀请撰写同期专题 Research Briefing ,揭示了兰花螳螂体色程序性转变的分子基础和进化生态学功能。

为探寻兰花螳螂体色程序性转变背后的奥秘,李胜教授团队首先通过多组学分析、质谱鉴定、色素追踪以及氧化还原态分析等, 解码了这一神奇过程的分子剧本 ,其中涉及黑色素、眼色素(红色)的消褪,以及尿酸(白色)的重新积累 。

在揭示体色转变的物质基础后,研究人员进一步阐释了其中的分子和调控机制。通过 基因组学分析 ,研究团队发现 兰花螳螂基因组中 ABCG 家族色素转运蛋白在兰花螳螂中出现了急剧扩张 ,并在 正选择压力 下 诞生 了一类 新 的 色素转运蛋白( Redboy ),它们大约在 2.84–1.97 亿年前与已知的色素转运蛋白 OK 在多新翅类昆虫中分化。抑制该基因 表达 后, 一龄兰花螳螂蜕皮后红色 眼 色素在表皮中出现严重积滞(据此,该基因 被 命名为 “ 红孩儿, Redboy ” );并且导致 高龄 兰花螳螂无法在表皮中积累白色的尿酸。 Redboy 既可以负责眼色素的转运,又可以负责尿酸的转运 , 这一发现不仅首次揭示了昆虫ABCG转运蛋白的双重色素调控功能,更为生物拟态和伪装的进化提供了关键的分子证据。

在破解兰花螳螂体色转变的分子密码后,研究团队通过多维度实验揭示了这些色彩变化的生态智慧 。 通过反射光谱、视觉拟合以及行为学试验, 研究人员 分析了兰花螳螂不同体色的生态学功能 ,证实了兰花螳螂一龄若虫通过拟态 蝽 类若虫而逃避天敌;在高龄若虫中通过伪装为花,一方面迷惑访花昆虫,另一方面逃避鸟类等天敌捕食 。这些发现不仅解释了兰花螳螂奇特体色变化的生态意义,更展示了自然选择如何通过精妙的分子调控,塑造出如此完美的生态适应策略。

华南师范大学特聘研究员裴小津和北京大学赵懂博士为 该论文 共同第一作者,华南师范大学李胜教授 、 北京大学张蔚 教授和 浙江大学陈学新教授为共同通讯作者。华南师范大学罗洁(已毕业硕士)、贾佩尧(已毕业硕士)、 罗园、 侯文 昕 、黄丹燕、袁冬伟、栾云霞,北京大学倪嘉欣、高惠泽,西北农林科技大学张战凤,中科院西双版纳热带植物园 陈占启等 多位老师同学 也 在本研究中 作出 了重要贡献 。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41559-025-02737-0

制版人: 十一

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来源:科学创新报

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