食べる食べ物から単純に転用できるのに、なぜ自分で毒を作るのが面倒なのですか？ それが、多くのキャタピラーが使用している、効率的で省エネの戦略です。 植物にはあらゆる種類の厄介な化学防御が含まれており、これらの毒を処理するようになった毛虫は、鳥からアリ、クモまですべてを追い払うために容易にリサイクルします。
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ニコチンも、これらの強力な化学物質の1つです。 動物はそれを処理するように適応されていないため、神経筋制御を媒介する受容体に大混乱をもたらします。 しかし、タバコホーンワームはその毒を歓迎します。 この小さな緑の毛虫は、他の動物を殺すレベルでニコチンを含む葉を食べます。 研究者は、ニコチンが豊富な植物を食べる毛虫は、ニコチン濃度が低い葉を食べるものよりもアリやスズメバチによる捕食レベルが低い傾向があることに気付きました。 しかし、これらの捕食者を阻止するために昆虫が化学物質をどのように正確に使用するかは謎のままでした。
さらに調べるには、ドイツのマックスプランク化学生態研究所の研究者がタバコ植物の遺伝学をいじくり回しました。 彼らはキャタピラーがニコチンを認識する能力を台無しにするようにいくつかの植物を設計しました。 その後、彼らは「生態系に尋ねる」アプローチを取り、ユタ州で遺伝子組み換えタバコ植物を植え、そこで自然に育ちます。 チームは、自然に働きかけ、ニコチン遺伝子サイレンシング植物が野生の毛虫の自然の捕食者の追い込みにどのように影響したかを観察しました。
彼らはすぐに毛虫が夜に消えることを観察し始めましたが、彼らは通常の非遺伝子工学植物ではなく遺伝子サイレンシング植物でほとんど独占的に行方不明になりました。 さらなる調査の結果、彼らは夜行性のオオカミのスパイダーが、ジューシーな夜間キャタピラースナックを選ぶ責任がある捕食者であることを発見しました。 この観察により、人工植物によってサイレンシングされた特定の遺伝子が、ニコチンを利用する毛虫の能力に重要な役割を果たす可能性が高いことが確認されました。
オオカミのクモはタバコのない昼食を楽しんでいます。 （写真：Pavan Kumar） その後、研究者は実験を実験室に移し、毛虫のニコチンを含む葉に給餌し、うごめく昆虫の体全体の分子応答とニコチン濃度レベルを綿密に研究しました。 奇妙なことに、少量の消費されたニコチン（約0.65％）が毛虫システムから消えてしまい、説明することができませんでした。
毛虫がどうなるかを解明するために、研究者らは観察ラボ研究を実施し、空腹のオオカミのクモを含む剣闘士のようなアリーナに、ニコチンを有効にする遺伝子の有無にかかわらず毛虫を導入しました。 クモの攻撃行動は、チームがキャタピラーの防御的秘密を解読するために必要な手がかりを最終的に提供しました。 スパイダーは最初、ニコチン遺伝子対応の毛虫に飛びつきましたが、このビデオに示すように、獲物に噛みつく前に跳ね返ります：
（ビデオ：Sagar Pandit） しかし、クモがニコチン遺伝子が沈黙している毛虫に遭遇したとき、彼らは喜んで噛み砕いたでしょう：
（ビデオ：Sagar Pandit） 攻撃後、クモをはじく毛虫の皮膚にニコチンの痕跡は現れなかったため、研究者は毛虫の周りの空間をテストしました。 彼らは、外傷を受けた毛虫の頭の周りの空気を取り巻く小さなニコチンのパフを発見しました。 さらなる分析により、毛虫は有毒な口臭の雲としてそれを吹き飛ばすために、食事からニコチンを少し吸い上げていることが明らかになりました。
言い換えると、クモに関する限り、イモムシは非常に口臭のケースがあるとチームは全米科学アカデミー論文集で説明しています。 この場合、少なくとも、受動喫煙に相当する自然は、殺人者ではなく命の恩人であることが判明しました。
