跳出思维框架
第6回 03月21日 藤原晴彦
颜色欺骗与干扰－昆虫拟态的不可思议
对于生物来说，颜色具有各种各样的意义。大多数的容易被捕食的小动物利用颜色或形态干扰捕食者，以达成欺瞒的目的。这种适应策略被称作“拟态”。昆虫中可见多种多样类型的拟态，非常有趣。最常见的是，模仿周围植物的叶和茎、土壤和岩石等的隐蔽性拟态。为此，昆虫的体色多用绿色和茶色。
另一方面，为了躲避被捕食而在体内储存毒素的攻击性的昆虫也存在。这种昆虫，以红色或黄色等鲜艳的体颜和图案警告捕食者其危险性。例如，蜂和瓢虫等。有趣的是，存在着模拟蜂和瓢虫的颜色和形态以欺瞒捕食者的昆虫。无毒的生物模仿有毒的生物以躲避被捕食，这种类型的拟态，以发现者的名字冠名为“贝茨氏拟态”。
本课程旨在介绍昆虫多种多样的拟态的同时，讲解其背后的分子结构和进化机制。
- 講師紹介
-
- 藤原晴彦
- 从事于适应环境的昆虫形态・性状的进化与昆虫特异的基因组进化的研究。（1）研究燕尾蝶・家蚕等幼虫体表的拟态图案的遗传控制机制。（2）着眼于变态时的翅膀形成过程，研究末梢激素引起的组织分化控制与基因的激活机制。（3）研究特异性地插入端粒的反转录转座子的转座机制与适应策略的同时，探究端粒的机能与起源。
- 课堂照片
【南京大学集中講義「第11講2016年3月21日色」】
通过颜色的欺骗和搅乱——不可思议的昆虫拟态
1日目の中国語での詳しい様子はこちら→南京大学ブログ
【通过颜色的欺骗和搅乱——不可思议的昆虫拟态 】
3月21日下午，东京大学分子生物学教授藤原晴彦教授为同学们带来了一堂妙趣横生的生物解析课。
藤原老师首先简单介绍了自己和东京大学的各个校区。出生于神户市的藤原老师并不是从小就对昆虫感兴趣，小时候的他是一名忠实的犬类爱好者，但是在日后的不断学习与探索之中，对昆虫以及其拟态产生了浓厚的兴趣并投身其研究，如今在昆虫拟态研究领域取得了相当大的成就。毕业于东京大学的藤原老师丝毫不掩饰自己对东大的热爱，热心地向同学们介绍了东京大学的几个校区，并且着重介绍了自己所在的尖端生命研究所-柏市校区，也引起了同学们的听课热情。
藤原老师先介绍了达尔文进化论的形成过程，简单描述了生命科学领域中自然选择和适应的基本理论，通过对拟态的研究，探索基因组内容的变化及其对生命科学进化发展的影响。并且通过一张紫舟蛾的图片，向同学们展示了昆虫拟态的神奇。
紧接着，藤原老师就“昆虫为何会如此繁荣”开始了下一个课程内容。众所周知，自然界的生物种类庞大复杂，但是其中的半数都是昆虫，而昆虫的大多数体貌特征都是由自然界选择淘汰形成，体格小与生存空间的关系；坚硬的外壳与干燥适应性的关系；还有自身的翅膀与空中生存间隙的关系，这也从一个侧面反映出拟态的重要性。庞大的种类数目带来了压倒性的遗传多样性，从而使昆虫能够适应各种各样的生存环境。
之后老师又拿出了几张具有代表性的昆虫拟态图片，详细的介绍了由拟态所带来的生存优越性，开始介绍何为拟态。通过介绍佩卡姆拟态（攻击性拟态），贝茨拟态和隐蔽型拟态等，藤原老师告诉了我们自然界中拟态的多样用途。在老师展示的图片中，既有伪装成花朵并散发出吸引蝴蝶的物质并以此来捕食蝴蝶的螳螂，也有凭借自己绚丽颜色来昭示毒性的蝴蝶，更有甚者，还有伪装成蚂蚁来捕食蚂蚁的蜘蛛—蚁蛛；还有假扮成蜜蜂来保护自己的苍蝇—花牤。老师更是着重讲解了玉带凤蝶中由于遗传因子控制所显现出来的雌性个体差异性——某些雌性玉带凤蝶伪装成雄性，从而保护自己能够安全产卵；有些雌性玉带凤蝶则伪装成有毒的红纹凤蝶以躲避天敌。接下来老师还讲了假扮成植物枝杈或者枯叶的昆虫的隐蔽型拟态以及欺骗色的穆勒型拟态。极大的激发了同学们的兴趣。
在第二部分的开端，藤原老师以凤蝶的幼虫拟态为例，提出了“为什么在前期4龄的幼虫伪装成鸟粪，而后期5龄的幼虫则变成了隐蔽型，伪装成树叶色”这一问题——凤蝶幼虫怎样从鸟粪拟态伪装成树叶拟态的。从而进入了这次的理论部分——昆虫颜色和纹路的形成机制。首先是向我们介绍了昆虫表皮（角质层）的颜色的产生方式，是由不同的细胞类型，就像电视的视频信号一样，通过不同的组合，合成并且分泌出了拟态的色素。并且告诉了我们蜕皮激素促进蜕皮，使得凤蝶幼虫的表皮纹路发生有序的变化，保幼激素控制着蜕皮和变态发育。详细介绍了因为蜕皮激素分泌的时间节点与分量而产生的不同的纹路变化以及保幼激素的浓度对最后拟态形成的影响，并将拟态有差异的幼虫RNA文库进行比较，利用DNA差减文库法和RNA-seq测序法等找出其中的差异，从而使课堂内容深入到了基因领域。
而随着下课铃声的响起，藤原老师的课程也暂时告一段落，同学们也听到了两节关于昆虫拟态的生动形象的讲解。明天藤原老师将主要介绍他的最新研究状况。
今天授课的同传由2012级的黄沁芸和翻硕2015级的皇甫谚帝承担，两同学的同传水平也渐入佳境。
文 / 贾皓（本科2012级）
图 / 遊心
【南京大学集中講義「第11講2016年3月21日色」】
通过颜色的欺骗和搅乱——不可思议的昆虫拟态
2日目の中国語での詳しい様子はこちら→南京大学ブログ
今天是南京大学-东京大学国际化通识课程的最后一讲，藤原老师则继续昨天拟态的课题向大家讲解了新的知识。
今天的主要部分是关于凤蝶幼虫颜色的形成机制，眼点图案的生物学，蚕的拟态判断，茶色和绿色的凤蝶蛹的差异以及玉带凤蝶的贝茨型拟态。
课程伊始，藤原老师还是从生物学的角度，深入到基因层面，详细介绍了黑色素合成酶对昆虫角质层颜色形成的影响，通过理论讲解说明黑色素合成酶的位置特异性 表达控制着黑色、红色的角质层的花纹图案这一现象。并且由玉带凤蝶类推出自然界其他具有相似性状的昆虫幼虫。继而深入下去，研究探讨了色彩基因（酶）在幼 虫身上的表达区域等。
接下来藤原老师又向我们介绍了昆虫身上的眼点图案所表现出来的生物学利用数据分析的方法分析出了眼点图案对昆虫自身的保护性作用，最后再次落足基因学，详细揭示了昆虫眼点的形成机制。
之后，藤原老师话锋一转，又将话题引向了拟态花纹的基因分析，这次是以蚕为例，分析其身上花纹的颜色、种类，并告诉我们，是染色体在控制着蚕的这一性状，在自然界的选择淘汰下，使之出现了一定的变异、发展，从而有了现今的各种各样的蚕。
在第四部分的授课内容中，藤原老师又分析了茶色和绿色的凤蝶蛹的差异，并且通过实验、数据统计，直观的分析其体色形成的分子机制，并指出:与蛹的体色形成相关的基因从前蛹至蜕皮后的表现变化与保护色形成有关。
作为最后的压轴部分，玉带凤蝶的贝茨型拟态又被提了出来，在向我们讲解了贝茨拟态和穆勒拟态的区别之后，藤原老师通过实例图片结合基因学使同学们对玉带凤蝶的贝茨型拟态有了一个更深层次的了解。
讲课结束后，教室里响起了热烈的掌声，表示了对老师精彩授课的认同以及喜爱，从而为今年的国际化通识课画上了一个圆满的句号。
课后，东京大学的白老师也对此次课程的授课方式做了总结，东京大学的授课是将方法论与理论知识相结合，授学生以渔，从而使学生在日后的学习中能够积极主动，掌握科学有效的学习方式，这也是值得我们学习的重要之处。
选课的同学大部分来自文科院系，而本节课藤原老师着重讲解生物学理论知识，同学们依然听得津津有味，藤原老师浅明易懂的讲解加上2012级的黄沁芸和翻硕 2015级的皇甫谚帝两同学的同声传译相当到位，授课开展得十分顺利，相信同学们也都从这节课中获得了不少的知识，看到了一个崭新的世界。
文 / 贾皓（本科2012级）
图 / 遊心
评价内容
- 参见其他课程