蛹被切开还能“化蝶”吗?

生物变态发育是指生物在发育过程中形态和构造发生剧变的生物现象。很多昆虫会经历蛹期完成变态。昆虫幼虫体内有一类处于休眠状态的干细胞,在临近或进入蛹期之时它们会开始分化,发育为成虫的器官。人类现在已知,某些激素就是这些干细胞的“行动指令”。在“指令”的引导下,蛹一般都能顺利完成变态。然而,要是有人偏要把蛹切开呢?

生物学家威廉姆斯想弄明白控制昆虫变态的“指令”到底是什么。他以天蚕蛾作为实验对象,对天蚕蛾的四个蛾蛹进行了不同处理。1号,保持原状;2号,从中间横切,分成上下两半;3号,在2号操作的基础上,用空心管连接上下两部分,让两边的物质相互流通;4号,在3号操作的基础上,在管子里放一粒珠子,阻碍物质流动。

实验结果极富戏剧性。1号不用说,发育成了天蚕蛾;2号,上半部分发育成蛾,下半部分依旧是蛹;3号,上下两部分都发育成了蛾,还成功飞起来了,不过,中间的管子断裂后,这只飞蛾立即死亡;4号,蛹未成功发育,直接死亡。

威廉姆斯由此得出结论:“指令”源自蛹的上半部分。由于这一部分有头和胸,他猜想:“指令”是这两个部位分泌的某种激素。于是,他找来一只蛹,从中间横切,把脑部和胸部的激素腺体插到下半部分蛹中。结果,这一半蛹成功发育,变成了蛾的下半身。

后来,威廉姆斯又陆续做了许多角度清奇的实验。他发现,昆虫变态发育的许多过程都由特定激素决定,这些发现为昆虫激素类农药的发明奠定了基础。

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