“进化军备竞赛”能打造更美味的调料？

1千里白饭

你知道吗？我们今天能享受到这些美味的调料，要归功于几千万年来动植物间的一种独特的进化现象——进化军备竞赛 (evolutionary arm race).
生物进化过程中有一种独特的现象，被称为”进化军备竞赛“。它指的是处于捕食-被捕食关系的一对生物的在生存竞争中发生的一种共同演化。
例如植物通过进化，体内会合成有毒的化合物，防止昆虫捕食。随后昆虫体内会进化出特定的解毒机制，使得它们能够以这些有毒植物为食。
而植物通过进化，体内能够合成出新的有毒化合物，再次防止昆虫捕食；昆虫随后也进化出新的解毒机制。
这样的进化周而复始，新的物种不断出现，但处在捕食与被捕食关系的双方始终势均力敌，如同两个超级大国之间的军备竞赛，这种现象因而得名。
芥末带来的独特辛辣味让很多人难忘，它主要来自十字花科某些植物的种子，其中含有的一类物质——硫代葡萄糖苷(glucosinolates)，赋予了它们独特的辛辣味。
由于硫代葡萄糖苷对于昆虫具有毒性，研究人员早就怀疑这种十字花科植物体内这种化学物质的存在来自于这些植物与昆虫的进化军备竞赛，而一项新的研究通过基因序列分析再现了这些植物与昆虫长期的”斗争史“。
大约9000万年前，包括现在的十字花科在内的十字花目植物的祖先进化出合成硫代葡萄糖苷的机制，这种有毒物质使得大部分昆虫无法进食它们的茎叶，因而赋予这些植物很大的生存优势。
然而过了1000万年后，一些蝶类幼虫体内进化出独特的机制，能够消除硫代葡萄糖苷的毒性，因而这些毛虫可以放心食用其他昆虫望而却步的植物。
不甘落后的十字花目植物进化出新的机制来合成不同的硫代葡萄糖苷，而这些蝶类体内再次进化出新的解毒机制。长期的进化军备竞赛，不仅使得拥有复杂的硫代葡萄糖苷合成机制的十字花科植物具有极大的生物多样性——总的物种数超过3600，而且以这些植物为食的蝶类也进化出相当数量的新物种。
有趣的是，硫代葡萄糖苷对人类并没有毒性，相反，许多十字花科植物正是由于其含有的硫代葡萄糖苷而带来独特的风味，其中就包括了用于生产芥末的几种植物。因此，当你下一次享用芥末时，应该感谢进化的贡献。特别地，千万不要讨厌那些菜园中啃食菜叶的毛毛虫哦。
参考资料：
1、Why You Should Thank A Caterpillar For Your Mustard And Wasabi
2、The butterfly plant arms-race escalated by gene and genome duplications
作者：魏昕宇
特别声明
本文为自媒体、作者等在百度知道日报上传并发布，仅代表作者观点，不代表百度知道日报的观点或立场，知道日报仅提供信息发布平台。合作及供稿请联系zdribao@baidu.com。