王琛柱
科学家“福尔摩斯” 精选
2009-9-27 14:53
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标签:信息素, 昆虫学家

彼得·梅达沃曾经说过:“科学家是一些具有非常不同的性格、用非常不同方式做不同事的人。科学家中,有收集者、分类者和志愿的整理者,许多是天生的侦探,不少是探索者,有些是艺术家,其他是工匠。有诗人科学家、哲学科学家,甚至一些神秘主义者”。
 
近来我结识了一位侦探科学家。他是美国加州大学河边分校昆虫学系的Jocelyn Millar教授。Jocelyn是应我的瑞典合作者Christer和我的邀请,来北京参加我们举行的双边昆虫性信息素研讨会的。很多鳞翅目昆虫在交尾前,雌性要释放一种气味,叫性信息素。它可能是一种成分,也可能由多种成分组成,远方的雄性嗅到后,就会沿着气味的轨迹向雌性飞来。Jocelyn给我们讲述了他在研究一种蛾子的性信息素的经历。
 
这种蛾叫Amyelois transitella (Walker) (Lepidoptera: Pyralidae),在我国没有发生,但在美国加州是个大害虫,主要危害水果和干果。早在上世纪70年代,美国人就想利用性信息素来诱集这种害虫,以达到监测和防治的目的。科学家从这种蛾的性信息素腺体中鉴定到一种含有两个双键的化合物,简称为11Z,13Z-16:Ald, 但奇怪的是它对这种昆虫的诱引活性很低。
 
为什么活性这样低?Jocelyn想解决这一问题。 他想,是丢失了其他的活性组分?还是化学鉴定有问题?或是化合物不稳定分解了?从80年代到90年代他就与不同的科学家合作,一一排解这些问题,但没有很大的起色。到2000年,他与Bas Kuenen合作,开始有重要的进展。他们确认,仅这一种化合物,无论是在何种纯度、剂型、剂量下,或用何种装置释放,都无法取得好的效果,断定是丢失了某些化合物。那么,是哪种(些)化合物呢?仅就做研究来讲,这种昆虫确实不是一个好的模型。从2002年起,他们根据一个现象,采取了新的研究策略。这个现象是这种蛾与另一种蛾Pyralis farinalis可交叉吸引,于是推测两种昆虫可能享有某些相同的引诱组分,而后者更容易做研究。他们用触角电位图技术研究,很快发现果不其然,锁定了其中的一个组分,进一步用HPLC分离和行为测试,发现其中的碳氢化合物对11Z,13Z-16:Ald有增效作用。接下来是化合物的鉴定工作,他们选用多种极性和非极性的色谱柱,用GC和MS终于在2004年3月鉴定出了这个组分。这种物质的化学结构完全不同于11Z,13Z-16:Ald,含有5个双键。这一发现成为一种蛾利用两类结构截然不同的化合物作为其性信息素的首例报道。近年来,相继在别的昆虫中也有类似的揭示。但是,科学上最难的是第一次。
 
我问Jocelyn是什么驱使他花费如此多的精力和时间解决这一难题。他微微一笑说,首先他不希望自己做的事半途而废,第二这是一重要害虫,值得去做,第三幸运的是他总能获得对研究的经费支持。他认为研究中要有新的发现,就要像福尔摩斯那样,有耐心, 不放过任何蛛丝马迹, “When you have eliminated the impossible, whatever remains, however improbable, must be the truth”(Sherlock Holmes)。
 
2008年,Jocelyn获得了美国昆虫学会颁发的国家害虫综合治理杰出成就奖。
 


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