近日，《中國科學：生命科學》英文版在線發(fā)表河北大學康樂院士團隊題為“Regurgitation of locusts dedicates chemical defense against predators”的研究論文，揭示了飛蝗在遇到捕食者攻擊時吐出的反流液（regurgitation）中三種關鍵化學物質協(xié)同作用，構成其核心化學防御系統(tǒng)。

蝗蟲為什么要吐出反流液，原來是為了保命！

蝗蟲在受到威脅時常會從口中吐出深棕色液體，這是昆蟲界常見卻少被深入研究的現(xiàn)象。研究團隊通過行為學實驗發(fā)現(xiàn)，當遭遇紅火蟻、螳螂、麻雀等天敵攻擊時，80%—90%的蝗蟲都會迅速吐出反流液，這些反流液能顯著增加蝗蟲的存活率。一口反流液，足以讓捕食者“吃不下去”。

圖1 反流液遇到捕食者吐出反流液

反流液里到底有什么？研究發(fā)現(xiàn)關鍵是“三種小分子”

進一步對反流液進行化學分析，從907種化合物中逐步篩選，最終鎖定了一個關鍵事實：單一化學物質不具備防御力，將三種化合物（戊二酸二乙酯DG、3-甲基吲哚3MI、2-甲酰氨基苯甲酸FBA）“混合在一起”才真正有威懾效果。

圖2 反流液中關鍵防御化合物的篩選

不是聞到，而是“嘗到”才害怕：一種基于味覺的化學防御

紅火蟻是否被“味道”嚇退？研究團隊進一步利用電生理技術（EAG、SSR）發(fā)現(xiàn)：上述混合物不會刺激紅火蟻的嗅覺，但會強烈激活其觸角上的味覺響應；行為上，混合物對紅火蟻表現(xiàn)出明顯的防御行為。這是一種典型的“接觸型化學防御”機制——只有當捕食者真正接觸獵物時才會被擊退。

圖3 反流液中的化合物介導捕食者的味覺

化學防御的協(xié)同效應：1+1+1>3 的自然智慧

為什么需要三種物質一起？研究指出：單獨使用時，它們的濃度不足以引起強烈厭惡；但混合后會產(chǎn)生明顯的協(xié)同效應(synergy)，甚至在低于蝗蟲自身分泌量的濃度下，也能引發(fā)天敵顯著的味覺響應。這說明蝗蟲通過進化，形成了一個高效、節(jié)能、不依賴高濃度毒素的防御策略。這項研究不僅首次揭示了蝗蟲反流液的核心化學成分組合，也為理解昆蟲與捕食者之間的化學生態(tài)互動提供了新的視角。

圖4 蝗蟲反流液對捕食者的味覺化學防御