研究的重點(diǎn)是遷徙蝗蟲，這是一種分布最廣的物種，也是一種可以作為一種和平、孤獨(dú)的生物開始生活的物種。但當(dāng)它們經(jīng)歷了環(huán)境條件的變化，如大量降雨或潮濕時，它們會進(jìn)入一個群居階段，在這一階段，它們會被其他蝗蟲強(qiáng)烈吸引，并聯(lián)合起來形成數(shù)十億只蝗蟲群，覆蓋廣大地區(qū)。
當(dāng)這些巨大的蟲群在地表遷移時，它們對農(nóng)作物造成極大破壞，徹底摧毀農(nóng)田。研究表明，這種經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)主要由脆弱地區(qū)的自給農(nóng)承擔(dān)。今年最近的一次蝗災(zāi)是在非洲，在該地區(qū)幾十年來最嚴(yán)重的蝗災(zāi)中，有大城市大小的蝗蟲群正在撕裂農(nóng)作物。
當(dāng)蝗蟲離開獨(dú)居階段進(jìn)入群居階段時，會發(fā)生一些有趣的生物變化。洛克菲勒大學(xué)的Leslie B. Vosshall稱，色素變化使它們的顏色從綠色變成黑色，它們開始產(chǎn)生一種可以代謝成氰化物的分子。他沒有參與研究，但在《自然》雜志上對這一發(fā)現(xiàn)寫了一篇評論。
研究人員曾認(rèn)為，在這一過程中的某個地方，一種促進(jìn)群居的信息素也成為這種混合變化的一部分，但至今無法確認(rèn)這種化合物?，F(xiàn)在，中國科學(xué)院的科學(xué)家們通過一系列的現(xiàn)場實驗、行為測定、電生理記錄和嗅覺受體表征，正好做到了這一點(diǎn)。
相關(guān)化合物被稱為4-乙烯基苯甲醚，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，無論是群居的蝗蟲還是獨(dú)居的蝗蟲，都會被它強(qiáng)烈吸引。有趣的是，該團(tuán)隊通過實驗發(fā)現(xiàn)，只需四五只獨(dú)居蝗蟲聚在一起，就能啟動聚集信息素的產(chǎn)生，并產(chǎn)生“滾雪球”效應(yīng)，導(dǎo)致巨大的蝗蟲群。
通過調(diào)查，該團(tuán)隊在蝗蟲身上精準(zhǔn)地找到了一種名為OR35的氣味劑受體，該受體被4-乙烯基苯甲醚強(qiáng)烈激活。它甚至利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，對缺失OR35編碼基因的突變蝗蟲進(jìn)行工程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)它們無法檢測到信息素，因此對信息素沒有反應(yīng)。
“這一發(fā)現(xiàn)令人振奮，因為它表明蝗蟲可以被設(shè)計成對信息素的影響免疫，”Vosshall寫道。
研究人員還需要進(jìn)一步的工作來了解4-乙烯基苯甲醚在蝗蟲的交際階段究竟在哪里發(fā)揮作用，以及它在蝗蟲的破壞性行為中扮演什么角色。但這項研究開啟了一些令人興奮的可能性，包括探索可以阻斷OR35受體的化合物，以此來防止巨大蝗蟲群的形成。
該研究發(fā)表在《自然》雜志上。
