交配后的飞蛾闻到不同的植物

面对各种各样的气味，有些来自你可以取食或产卵的植物，有些来自只是分散注意力的植物，像飞蛾这样的昆虫是如何追踪并区分有用和无用气味的来源的?事实证明，它们可以非常精确地区分它们，它们的敏感度也会随着它们是否交配而变化。Sonja Bisch-Knaden在德国耶拿的马克斯-普朗克化学生态学研究所接受克里斯·史密斯的采访。

索尼娅:我想知道飞蛾是如何仅凭嗅觉，就能找到重要的植物，比如能提供花蜜的植物，以及适合作为后代寄主的植物。这对飞蛾来说尤其有趣，因为大多数飞蛾都专门吃特定的植物。如果这些植物在栖息地中很罕见，这就意味着它们必须找到这些资源来对付其他植物散发的各种各样的气味，而这些气味与飞蛾无关。

克里斯:但是飞蛾确实有非常灵敏的嗅觉，不是吗?我的意思是，我记得我的一个朋友向我指出，飞蛾可以在低于十亿分之一的浓度下闻到另一只飞蛾的气味。所以为什么对他们来说找到他们想要的植物是一个挑战呢?

索尼娅:挑战在于，他们想要找到的这些植物会释放一种复杂的气味混合物，但不重要的植物也会释放混合气味。这些混合物中的成分可能非常相似，只是比例或浓度不同。所以他们必须以某种方式区分重要的植物和不重要的植物。我们知道他们找到了植物，但我们不知道具体是怎么找到的!

Chris -你是如何追踪他们的行为的?

Sonja:所以我们去了其中一种飞蛾的自然栖息地，我们在图森大学的野外研究站，我们已经对生活在那里的飞蛾种类和植物有了很多了解。所以这意味着我们可以去那里，我们确定这是正确的栖息地，那里有飞蛾需要的所有植物。然后我们收集了田间植物释放的指令。我们对那些对飞蛾很重要的植物做了这个实验，但我们也从树木周围的其他物种或重要植物附近的草开花植物中取样。

克里斯:所以你最终基本上得到了这些飞蛾所处环境的气味快照。然后你如何计算出它们对这些样品中不同气味的反应?

索尼娅-是的。我们用这些样本作为生理实验的刺激物，我们想知道飞蛾的触角——或者说鼻子——能探测到什么。然后，在第二步，我们想知道这些来自每种植物的气味混合物是如何在飞蛾的大脑中处理的。

克里斯-你到底是怎么做到的?

索尼娅-飞蛾能探测到什么?我们有GC，也就是气相色谱仪，可以把复杂的混合物分离成单一的组分。然后一个刺激到达天线，每次天线可以检测到一个刺激，我们把它看作一个电振幅。所以我们知道这种化学物质是被天线探测到的。

克里斯-那昆虫大脑的反应呢?那么它是如何解读这些信号的呢?

索尼娅:我们关注的是第一个处理中心，天线瓣。这相当于人类的嗅球。它由60或70个亚基组成。每一种都有一种特定的受体类型。因为每个亚基都有不同的气味检测范围，最后如果我们的飞蛾，例如，有70个这样的亚基，飞蛾可以通过这种组合编码检测到70多种气味。

Chris -你看到了吗昆虫的大脑对那些对它来说价值高的植物有一种独特的反应而对那些只对环境中“气味景观”有贡献的植物则反应较低?

索尼娅-是的。我们做了另一种实验。我们也测试了未交配和交配的雌性，正如我们所想的，寻找寄主植物，在那里产卵和发育幼虫，对交配的雌性来说更重要。我们想，也许我们能找到不同之处。我们在处女雌性身上看到的，尤其是花的气味非常明显，但寄主植物只激活了其中一个亚基，而且非常微弱。

Chris -所以你得到了一系列有趣的发现，这是一种多维度的发现，不是吗? a)它们可以探测到高价值的植物它们可以成为很好的寄主，或者是很好的食物来源，但这取决于它们是否在寻找可以产卵的寄主植物。所以它也会对配偶状态做出反应吗?

Sonja:是的，在交配的雌性中，我们期望寄主植物，也就是对产卵很重要的植物会以一种增加的方式表现出来，以某种方式表现出更多的亚基或更高的激活，但事实并非如此。结果完全一样，但背景植物的激活几乎消失了。所以飞蛾再也闻不到这些背景植物了。只有花的气味对取食很重要，还有它们幼虫的寄主植物。但目前，我们还不知道交配是如何影响嗅觉系统的。所以我们不知道机理。