上海
撰文｜雪月
昆虫在卵期面临来自寄生蜂、病原微生物与捕食者的多重胁迫，因此演化出多样的防御策略，包括护卵行为、化学分泌物与与微生物的互利共生。其中，“昆虫—微生物协同防御”通常被理解为由内共生菌或外源微生物产生抗菌/驱避化合物，以降低卵或幼体的感染与被寄生风险。然而，关于外骨骼特化结构是否可作为“培育—转运—部署”微生物的器官，并通过结构性/物理性机制而非单纯化学毒性来实现防御，仍缺乏直接而系统的证据。
在半翅目椿象类中，雌性个体后足末端常见显著的“鼓膜样”区域，长期被推测与听觉或机械感受相关。但这一假说从未得到形态学与功能学的严格验证：该结构是否真的承担感觉功能，抑或另有生物学角色。尤其是在一些物种中，雌虫产卵时会执行细致的肢体操作，将未知物质转移到卵表，这一行为的生态意义与机制基础有待阐明。
来自东京大学的TakemaFukatsu团队在Science上发表题为
Defensive fungal symbiosis on insect hindlegs的文章。该文章发现雌性椿象后足的鼓膜样结构并非听觉器，而是外部菌囊样共生器官，在产卵时把以虫草科为主、低致病性的丝状真菌涂抹到卵表，形成致密物理屏障，显著抑制寄生蜂产卵并提升孵化率。该模型确立了分泌培养转移屏障的防御范式
作者首先从后足器官与连续两批卵上共分离与扩增获得600余株真菌/ITS扩增子，群落以虫草科为主，特征为低致病性；体表接触不致死，体腔注射时Beauveria高毒，而后足来源株多为低毒—提示雌虫偏好“温和”丝状真菌共生。卵表存在可溶解的多糖富集层，蛋白组鉴定到具OBP样结构域的高丰度分泌蛋白及β-葡萄糖醛酸苷酶等，推测共同构成菌丝黏附与定植的支架。
作者还发现去除卵面菌丝或抑制母源涂抹都会显著提高寄生蜂的寄生成功；而将寄生蜂强迫接触分离真菌并不致死，说明主要机制是阻断其探测与产卵动作链的物理屏障。半自然野外暴露实验进一步表明，“清洁卵”寄生率更高、孵化率更低；同时在多种近缘物种中普遍观察到雌性特异后足器官与抹卵行为，并推断偏好培养虫草科可能在Megymenum祖先阶段已形成。这一体系展示了高密度外部“菌囊”（单腿2000孔）的独特形态学创新与母传—丢失—再获取的共生动态，为昆虫防御从“化学杀伤”走向“结构屏障”提供了范式。
该研究提出“分泌—培养—转移—屏障”的全新、防化学依赖的昆虫—微生物协同防御范式，拓展对共生体功能的认识，并为卵期生物防治与仿生材料/表面工程提供思路。
10.1126/science.adp6699
制版人： 十一
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