根据密歇根大学进行的一项新研究，抗草甘膦的旋花植物在抵御草食性昆虫损害方面也表现出更高的抵抗力。
根据密歇根大学的一项研究，能够抵御草甘膦影响的旋花植物也能抵御草食性昆虫的损害。
密歇根大学的研究人员还发现，使用草甘膦（除草剂RoundUp的活性成分）处理的植物往往更容易受到昆虫的伤害。这表明，草甘膦这种人类释放到环境中的 herbicide 可能会干扰植物与它们的昆虫草食者之间的共同进化。他们的研究结果已发表在期刊《New Phytologist》上。
主导作者、密歇根大学的博士生Grace Zhang在生态与进化生物学系的Regina Baucom教授指导下解释道：“当研究人员分析除草剂对植物的影响时，通常仅关注除草剂抗性。尽管抗性和耐受性带来了重大挑战，但对除草剂如何影响更广泛的植物进化及其与其他生物体的相互作用了解甚少。”
为了研究草甘膦对常见旋花（也称为Ipomoea purpurea）的影响，Zhang在密歇根大学的Matthaei植物园种植了1,600株旋花植物。她对一半的植物施用了草甘膦，并观察它们的生长特征。
这些特征包括评估草甘膦造成的损害程度。Zhang记录了昆虫对草甘膦处理植物和对照植物造成的损害，注意到了草食性昆虫在叶子上打孔、从边缘咬食或刮伤表面的情况。
她发现，草甘膦影响了昆虫造成的损害类型：接受草甘膦处理的植物受到的昆虫损害比对照植物更多。这些接受草甘膦处理的植物在叶子上有更多的孔洞和边缘咬痕，但较少的叶子显示出表面取食的迹象。
令人惊讶的是，研究团队发现抗草甘膦的旋花植物受到的昆虫损害较少，而易受草甘膦影响的植物受到的损害则更多。
“生态理论通常建议这些特性之间存在权衡：一株植物通常会将更多能量投入到某一类防御中。然而，我们的发现与这一预期相悖，”Zhang指出。
研究人员还评估了这些植物的繁殖成功，特别是它们产生种子的能力。他们发现对草甘膦抗性的有利选择，这表明抗草甘膦的植物通常适合性更高，产生种子的能力比那些不抗的植物强。
“这很有趣，因为它暗示草甘膦抗性与对草食性昆虫的抵抗之间存在因果关系，”Zhang评论道。“如果存在选择压力来促进更大的草甘膦抗性，那么由于这种正选择，抵抗草食性的能力也可能会相应提高。”
尽管Zhang和Baucom不确定为何抗草甘膦的植物也显示出较低的昆虫损害，但他们提出了一些假设。草甘膦通过干扰植物中的香豆酸途径发挥作用，这是一种对生成香豆酸（如色氨酸和苯丙氨酸等芳香氨基酸的构件）至关重要的新陈代谢过程。此外，阿司匹林的起源化合物水杨酸也是通过香豆酸途径生成的。植物利用这些化合物作为对草食性昆虫的防御机制。草甘膦抑制了香豆酸的生成，从而干扰了对草食的防御过程。
至于抗草甘膦的植物，研究人员怀疑某些旋花品种可能拥有多个基因，这些基因合作形成解毒途径，使植物能够处理草甘膦。通过解毒除草剂，植物能够继续生成香豆酸，这对对抗草食昆虫至关重要。科学家们希望在后续研究中进一步探讨这一领域。
“以往的研究通常专注于这些植物的除草剂抗性的进化或施用除草剂如何直接影响特定昆虫种群，”Zhang说。“然而，关于社区层面影响的关注则较少：这种人造化学品的引入如何破坏植物和昆虫之间既有的关系？这是我们想要探讨的视角：这一破坏性因素对植物和动物之间自然、历史互动的更广泛影响。”
