草食动物间如何实现化学交流

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草食动物间如何实现化学交流

2020-06-20 10:53

本期文章:《科学》:Volume 368 Issue 6497

美国麻省理工学院Pengjuan Zu团队发现,信息竞赛解释了生态环境中植物-草食动物间的化学交流。该项研究成果发表在2020年6月19日出版的《科学》上。

通过将信息论与生态学和进化论理论相结合,研究人员证明了植物挥发性有机化合物(VOC)的稳定信息结构可以通过植物与食草动物之间相互矛盾的信息传递过程而出现。通过记录热带森林中植物-VOC关联和植物-草食动物相互作用的实地数据,研究人员证实了这种信息“军备竞赛”理论。

研究人员发现植物VOC冗余和草食动物专一化可以通过冲突的信息传递来解释。基于信息的交流方法可以增进人类对营养层之间物种相互作用的理解。

研究人员表示,植物释放了异常丰富的化学物质,这些化学物质提供了关于其身份的信息并介导它们与昆虫之间的相互作用。但是,大多数这方面的研究都集中在限定生态环境中的少数模型物种上,这限制了人类了解生态群落中植物-昆虫化学通讯的能力。

附:英文原文

Title: Information arms race explains plant-herbivore chemical communication in ecological communities

Author: Pengjuan Zu, Karina Boege, Ek del-Val, Meredith C. Schuman, Philip C. Stevenson, Alejandro Zaldivar-Riverón, Serguei Saavedra

Issue&Volume: 2020/06/19

Abstract: Plants emit an extraordinary diversity of chemicals that provide information about their identity and mediate their interactions with insects. However, most studies of this have focused on a few model species in controlled environments, limiting our capacity to understand plant-insect chemical communication in ecological communities. Here, by integrating information theory with ecological and evolutionary theories, we show that a stable information structure of plant volatile organic compounds (VOCs) can emerge from a conflicting information process between plants and herbivores. We corroborate this information “arms race” theory with field data recording plant-VOC associations and plant-herbivore interactions in a tropical dry forest. We reveal that plant VOC redundancy and herbivore specialization can be explained by a conflicting information transfer. Information-based communication approaches can increase our understanding of species interactions across trophic levels.

DOI: 10.1126/science.aba2965

Source: https://science.sciencemag.org/content/368/6497/1377

期刊信息

Science:《科学》,创刊于1880年。隶属于美国科学促进会,最新IF:41.037

官方网址:https://www.sciencemag.org/

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