近日，《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》英文版在線發(fā)表河北大學(xué)康樂(lè)院士團(tuán)隊(duì)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(shí)吐出的反流液（regurgitation）中三種關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)協(xié)同作用，構(gòu)成其核心化學(xué)防御系統(tǒng)。

蝗蟲(chóng)為什么要吐出反流液，原來(lái)是為了保命！

蝗蟲(chóng)在受到威脅時(shí)常會(huì)從口中吐出深棕色液體，這是昆蟲(chóng)界常見(jiàn)卻少被深入研究的現(xiàn)象。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)行為學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)遭遇紅火蟻、螳螂、麻雀等天敵攻擊時(shí)，80%—90%的蝗蟲(chóng)都會(huì)迅速吐出反流液，這些反流液能顯著增加蝗蟲(chóng)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(guān)鍵是“三種小分子”

進(jìn)一步對(duì)反流液進(jìn)行化學(xué)分析，從907種化合物中逐步篩選，最終鎖定了一個(gè)關(guān)鍵事實(shí)：?jiǎn)我换瘜W(xué)物質(zhì)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(guān)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(jué)的化學(xué)防御

紅火蟻是否被“味道”嚇退？研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步利用電生理技術(shù)（EAG、SSR）發(fā)現(xiàn)：上述混合物不會(huì)刺激紅火蟻的嗅覺(jué)，但會(huì)強(qiáng)烈激活其觸角上的味覺(jué)響應(yīng)；行為上，混合物對(duì)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(xué)防御”機(jī)制——只有當(dāng)捕食者真正接觸獵物時(shí)才會(huì)被擊退。

圖3 反流液中的化合物介導(dǎo)捕食者的味覺(jué)

化學(xué)防御的協(xié)同效應(yīng)：1+1+1>3 的自然智慧

為什么需要三種物質(zhì)一起？研究指出：?jiǎn)为?dú)使用時(shí)，它們的濃度不足以引起強(qiáng)烈厭惡；但混合后會(huì)產(chǎn)生明顯的協(xié)同效應(yīng)(synergy)，甚至在低于蝗蟲(chóng)自身分泌量的濃度下，也能引發(fā)天敵顯著的味覺(jué)響應(yīng)。這說(shuō)明蝗蟲(chóng)通過(guò)進(jìn)化，形成了一個(gè)高效、節(jié)能、不依賴高濃度毒素的防御策略。這項(xiàng)研究不僅首次揭示了蝗蟲(chóng)反流液的核心化學(xué)成分組合，也為理解昆蟲(chóng)與捕食者之間的化學(xué)生態(tài)互動(dòng)提供了新的視角。

圖4 蝗蟲(chóng)反流液對(duì)捕食者的味覺(jué)化學(xué)防御