壁花及其親屬用來抵御捕食者的一對化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)進(jìn)化為相互補(bǔ)充，其中一種針對普通食草動物，另一種針對特種食草動物，這些食草動物對全能防御產(chǎn)生了抵抗力。

植物正在與食用它們的生物進(jìn)行持續(xù)的軍備競賽。他們發(fā)展防御能力以阻止植物食者，而草食動物則發(fā)展反防御能力。這項新的研究今天發(fā)表在《eLife》雜志上，揭示了壁花屬菊苣(Erysimum)的進(jìn)化化學(xué)軍備競賽的細(xì)節(jié)，該植物是芥菜類十字花科的一種開花植物。

所有十字花科植物的第一道防線是稱為芥子油苷的化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)掠食性生物在植物上蠶食時會被激活。最近，壁花通過生產(chǎn)稱為心得力的化學(xué)物質(zhì)來阻止植物食欲的生物發(fā)展出第二道防線。

研究主要作者托比亞斯·祖斯特(TobiasZüst)博士說：“研究這兩種防御方式在這個大類中的進(jìn)化方式可以幫助科學(xué)家了解植物在嘗試防御多種敵人時所面臨的權(quán)衡取舍。” ，瑞士伯爾尼大學(xué)。

為此，祖斯特和他的團(tuán)隊對蠕蟲種子壁花(一種短壽命的野芥菜)的基因組進(jìn)行了測序。接下來，他們?yōu)樵撝参锖?7種其他壁花物種創(chuàng)建了詳細(xì)的家譜，并比較了這些物種中芥子油苷和芥子油苷的多樣性和豐度。他們發(fā)現(xiàn)，這兩種防御力彼此獨(dú)立變化，并且在地理上同時存在的密切相關(guān)的物種具有相似的烯醇內(nèi)酯特性，但沒有芥子油苷特性。這可能是作用在每個防御上的單獨(dú)選擇壓力的結(jié)果。

祖斯特說：“盡管大多數(shù)物種共同表達(dá)了兩種不同類型的潛在化學(xué)防御物，但仍沒有證據(jù)表明芥子油苷和芥子油苷之間存在取舍。”“相反，這兩種類型的化學(xué)物質(zhì)似乎是相輔相成的，不會起到多余的作用。”

祖斯特補(bǔ)充說，心內(nèi)酯類化合物的出現(xiàn)與壁花種類的數(shù)量激增相對應(yīng)，這表明第二種互補(bǔ)防御可能使這些植物成功并向新的生境多樣化。

高級作者Georg Jander總結(jié)說：“將需要對蟲種子壁花基因組進(jìn)行進(jìn)一步分析，以幫助科學(xué)家鑒定該物種中的芥子油苷和心果內(nèi)酯生產(chǎn)基因，并幫助我們了解這些化學(xué)物質(zhì)在十字花科防御中的作用。” ，美國伊薩卡州博伊斯湯普森研究所教授。