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咖啡豆蛀虫如何在咖啡因中存活

世界上最具破坏性的咖啡虫可以将产量降低多达80%,而且它可以在任何其他昆虫的有毒剂量的咖啡因中存活。大约850种昆虫可以以咖啡植物的不同部分为食,但只有咖啡豆螟(Hypothenemus hampei)以豆本身为食 - 并且仅以它为食。

咖啡豆蛀虫如何在咖啡因中存活

马里兰州Beltsville的农业研究服务昆虫学家Fernando E. Vega和他的同事Javier Ceja-Navarro和Eoin Brodie,他们与美国能源部的劳伦斯伯克利国家实验室一起,发现了什么使得咖啡豆蛀虫能够在这种致命的饮食:肠道内的细菌。这些发现对于喝咖啡的人来说是个好消息。它们为制定管理全球有害生物的战略提供了新的目标,仅巴西每年就为种植者带来高达3.15亿美元的成本。

“这为潜在的新的害虫管理策略打开了一扇大门,它增加了越来越多的研究,展示了从昆虫到人类的各种生物如何利用其内部微生物特征来适应和生存,”Vega说。

美国消费的大部分咖啡都是进口的(夏威夷和波多黎各生产的咖啡)。但确保充足的优质豆类供应对夏威夷和波多黎各的影响超出美国。咖啡每年在超市,餐馆和商店的销售额达到460亿美元,估计有78%的美国成年人至少偶尔会喝咖啡。

Vega和他的同事分析了七个咖啡生产地区的咖啡豆蛀虫:危地马拉,夏威夷,印度,印度尼西亚,肯尼亚,墨西哥和波多黎各,以及Vega在Beltsville的实验室饲养的殖民地。他们从小甲虫中取出消化道,这是一个艰苦的过程,然后将捣碎的消化道放入富含咖啡因的培养基中,看看哪些细菌会在其中生长。这样,只有降解咖啡因的细菌才能存活。他们发现了14种降解和解毒咖啡因的细菌。这些细菌中的大多数来自所有七个产咖啡区域的甲虫,并且一种细菌物种Pseudomonas fulva是最普遍的。

为了确认细菌会降解咖啡因,他们给甲虫提供抗生素以消灭细菌,并为这些甲虫提供标准化的咖啡豆饮食。他们发现咖啡因完整地通过甲虫的消化道,没有降解。虽然甲虫幸存下来,但它们产卵和幼虫的能力却下降了95%。科学家接下来将咖啡因消化的P. fulva细菌添加回甲虫的饮食中,发现它们的粪便中没有咖啡因,这表明细菌是排毒过程的关键。

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