老葉的植物王國

  Asclepias curassavica 。圖片來源：維基百科。 馬利筋屬的植物因為能分泌乳汁，被統稱為「乳草」（milkweed）。這些乳汁中含有強心苷（cardiac glycosides），作用在細胞的鈉-鉀幫浦（Na + /K + ‐ATPase）上的alpha次單元，造成生物心臟麻痺而死。 這麼毒的植物，還是有生物能以它為食草！最有名的大概就是帝王斑蝶（ Danaus plexippus ），牠的幼蟲能以這些植物為食草，還能將強心苷儲存在體內，讓自己變得有毒，使其他生物不敢吃牠。 帝王斑蝶是怎麼做到不受乳草毒害的？過去的研究發現，原來包括帝王斑蝶在內的許多以乳草為食的生物，牠們的鈉-鉀幫浦上的alpha次單元上的第111, 119或122個胺基酸都產生了突變。這個突變使得強心苷無法作用，於是這些生物就可以大啖乳草了。 但是這些生物真的都沒有天敵嗎？有的！黑頭鶇（ Pheucticus melanocephalus ）就是以帝王斑蝶為食的鳥類。另外還有黑背黃鸝( Icterus abeillei ) 和黑耳鹿鼠( Peromyscus melanotis )也都會捕食帝王斑蝶；甚至還有寄生蜂 （ Trichogramma pretiosum ）和一種線蟲 （ Steinernema carpocapsae ），也會攻擊帝王斑蝶的幼蟲。 這些掠食者又是怎麼抵抗強心苷的毒性呢？最近的研究發現，牠們的鈉-鉀幫浦上的alpha次單元也都產生了突變，使牠們不怕強心苷，所以牠們才能夠盡情捕食帝王斑蝶。 這個研究結果證實了，不同的生物靠著趨同演化（convergent evolution），來克服對相同物質的毒性。 參考文獻： Simon C.Groen and Noah K.Whiteman. Convergent evolution of cardiac-glycoside resistance in predators and parasites of milkweed herbivores. Current Biology Volume 31, Issue 22, 22 November 2021, Pages R1465-R1466