果蝇害虫与寄生黄蜂的进化匹配

一项新的研究表明，一种捕食多产果蝇害虫幼崽的寄生黄蜂在面对生态压力时表现出了分子进化和行为适应。

这项发表在《eLife》杂志上的研究被编辑们描述为有价值的工作，有令人信服的证据表明，果蝇毛虫(T.drosophilae)黄蜂可能是控制果蝇铃木果蝇(D.suzukii)的有效生物武器。它损害了全世界的樱桃、蓝莓、桃子、葡萄和其他水果作物。

铃木果蝇起源于亚洲，但在过去十年中已传播到全球各地。它危害多种水果，给水果和葡萄酒生产商造成了严重的经济损失。尽管迫切需要生物控制，但很少有果蝇寄生虫能够绕过铃木果蝇的防御。

“我们着手识别铃木虫的天然寄生虫，并了解它们如何克服害虫的强大防御能力，”第一作者、中国杭州浙江大学昆虫科学研究所的博士后研究员庞兰说。“尽管对这种害虫进行生物防治的经济需求很大，但之前在中国的搜寻工作并未成功。”

为了确定铃木竹节虫的天然寄生虫，庞和同事在华东地区的不同地点设置了多个陷阱，包括杭州、宁波和台州，这些地区已知该物种分布广泛。他们知道，如果他们能引诱果蝇，那么它们的捕食者也会尾随而至，因此他们在陷阱里装满了果蝇最喜欢的水果零食——香蕉、樱桃和葡萄。

当研究小组在陷阱中观察时，他们发现了两种寄生黄蜂：果蝇，寄生在果蝇蛹(成虫之前的阶段)，和Asobarajaponica，寄生在早期果蝇幼虫。多项研究已经证实果蝇果蝇成功地寄生在铃木果蝇幼体上，但这种成功背后的机制尚未确定。再加上研究小组在陷阱中发现了更多数量的寄生虫，促使他们将研究重点放在果蝇T.drosophilae上。

为了了解果蝇果蝇如何克服铃木果蝇的防御，研究小组进行了一系列遗传、分子和行为研究。他们的分析表明，黄蜂已经进化到能够产生毒液和特殊细胞，从而阻止果蝇蛹的发育并加速蛹身体的消化。当黄蜂在蛹内孵化时，这两种适应共同为黄蜂幼崽提供更多营养。

“雌性黄蜂利用它们用来产卵的稻草状器官来‘品尝’蝇蛹，并确定是否有另一种寄生虫先到达那里，”庞解释道。“如果存在另一种寄生虫物种的后代，它们就会继续前进，因为另一种寄生虫会与其后代竞争食物。”

庞补充说，有趣的是，黄蜂会将卵产在已经有其他果蝇卵的果蝇蛹上，尽管最终只有一只幼年黄蜂能够存活下来。研究表明，单个果蝇蛹上有多个果蝇卵，可以确保黄蜂幼虫在孵化时更快地吃掉它。

“加倍可能会导致额外引入毒液和特化细胞，以帮助黄蜂幼虫更快地消化蛹，最大限度地利用可用的营养，特别是在资源较差的老年蛹中，”该研究的共同高级作者、该大学的教授詹帅说。中国科学院分子植物科学卓越中心，中国上海。“这种超级寄生可能有助于弥补雌性黄蜂无法识别幼虫作为幼虫寄主的情况。”

该研究表明，黄蜂可以提供一种有用的生物控制工具，以保护脆弱的水果作物免受铃木果蝇的侵害。

浙江大学昆虫科学研究所教授、资深作者黄建华总结道：“我们的研究揭开了寄生黄蜂如何武器化自身以克服宿主强大防御的神秘面纱。”“它还提供了驱动黄蜂进化成功的遗传、分子和行为适应之间复杂协调的证据。”