在我国某些地方，有一种昆虫，被油炸之后，因为美味非常受欢迎，据说还有药用价值，这方面暂且不考究。但有些人看到之后会觉得“惊悚”，有的人吃了之后可能会过敏。这就是蚂蚱，学名“蝗虫”。

不知道大家有没有注意到这些小昆虫有时候是绿色的，有时候是灰棕色的；而且有人脑洞大开如果闹蝗灾，可以靠吃掉油炸蝗虫来解决，但又有人说“大片的蝗虫难吃”，这些是为什么？

8月23日，在“2019 年全球华人遗传学大会”上，中科院动物研究所的康乐教授就为我们进行了解答。

蝗虫会“调色”

有种蝗虫体色会随着群体密度的变化而变化，在群体低密度的时候（散居型）其全身都是绿色的，当进行群体饲养（群居型）的时候，体色会变成背部黑色腹部棕色。这样的体色可以相互转化，说明这种体色的变化不是基因的改变，或者说不是基因结构的改变。

一般情况下，身体变黑一定是因为黑色素，但是不可能形成蝗虫这种背黑腹棕的体色。把黑色素打到动物体内全身都能变成黑色，比如说给鱼打，鱼变“黑鱼”，给虾打，虾变“黑虾”。黑色素并不能使体色对种群密度变化作出相应的改变。

绿色和黑色之间到底有什么区别联系呢？康乐教授回忆起过去的日子……文化大革命的时候，美术老师教他画人的头发的时候不用黑色，而用黄红蓝三原色画。所以黑色把红去掉就是绿色，把绿色加上红色就是黑色。这是物理学上的定义，康乐教授就思考在生物学上能不能再现这样一个规律呢？

他们团队通过RNA测序，发现β胡萝卜素结合蛋白(βCBP)基因是变色的关键基因。βCBP能特异性结合β-胡萝卜素。βCBP水平和β胡萝卜素水平，在全身最黑的部位含量也最高，与基因相符。而且随着群居型蝗虫龄期的增长，发现其逐渐加深的黑色与蛋白表达水平相关。用含有β胡萝卜素的食物喂养散居型后，进行群居饲养，其体内βCBP水平显著增加，几乎一半的蝗虫完全变成了背黑腹棕，而其余33.3%蝗虫则出现了黑色；RNA干扰群居型βCBP基因，则蝗虫体色由背黑腹棕变成绿色。

这说明βCBP和β胡萝卜素的结合与分离引起蝗虫体色变化，且其受种群密度的调控，种群密度低时相互分离，不显红色从而显现本来的绿色，种群密度高时相互结合，在绿色基础上，增加红色形成黑色体色。

说人话就是，蝗虫能根据环境巧妙地利用物理的三原色进行配色。也许不止蝗虫，五彩斑斓的其它动物也会？

蝗虫会“制毒”

群居型飞蝗会释放一种化合物苯乙腈（PAN），但散居型蝗虫却几乎不会释放PAN。他们发现群居型蝗虫散居化处理后，PAN释放量会大幅下降；而散居型群居化处理后，PAN又会急剧产生。即该气味也是密度依赖性的。

PAN曾被认为是聚集素。他们通过双向选择嗅觉测试，并没有发现蝗虫对PAN表现出趋化性，因此否认了PAN在蝗虫群内是聚集素的可能性。

说人话就是，他们在一边释放新鲜的空气，另一边释放这种PAN，观察到蝗虫反而飞向新鲜空气的一边，PAN并不会在聚集中起到吸引作用（可能人闻着难受，它们自己闻着也难受）。

康乐教授提到群体应该有不同于个体的防御机制，因为群体暴露风险更大。比如，你看那斑马，它又肥又壮……不不不，一群斑马运动的时候，你看着是一群斑马，狮子看到的不是，是斑马组成的“一堵运动的墙”。

响尾蛇释放毒素时还发出声音，毒青蛙肤色是艳丽的红色和黑色（越美丽越是不能触碰，这是大自然给我们的告诫），这些都对它们的天敌有警示作用，让天敌“有记忆”，以后避免吃它们。他们团队猜测是不是难闻的PAN也是一种群体性的保护机制？（比如你看那臭豆腐？很多人闻到就掩鼻绕道）

他们通过RNA测序等发现群居蝗虫中CYP305M2是PAN的生物合成第一步的限速酶，CYP305M2仅在群居蝗虫的一种细胞中表达。

在双向选择生物鉴定法中，蝗虫的天敌显著攻击和捕食散居型蝗虫，而不喜欢群居中的蝗虫。

说人话就是，研究者通过一些技术确定出由于一种酶使得只有群居蝗虫才能产生PAN，让鸟类捕食蝗虫，观察到鸟类更喜欢吃绿色的，即散居型的。

为了明确到底是体色还是气味使鸟类不喜欢群居型蝗虫，他们在散居蝗虫身体上添加PAN，则鸟类不吃这种散居型蝗虫；在群居蝗虫中干扰PAN合成酶，则鸟类开始吃这种群居型蝗虫，这证明“群居飞蝗不好吃”，的确是因其含有PAN，体色不重要，气味是重要的。

PAN可被降解为氢氰酸（HCN），现在对HCN管理相当严格，HCN是一种剧毒化合物（一个喝农药被抢救过来的人，以后再也不会喝农药了）。

研究还发现，平常蝗虫并不释放HCN，但受到鸟类攻击后，群居型飞蝗则释放大量HCN（不啄不释放，一啄就释放）。散居型因本身无PAN，鸟啄死散居型蝗虫都不会释放HCN。当给散居蝗虫补充PAN后，它们受干扰后也可以产生HCN。

PAN可以提示捕食者“该虫体内有剧毒HCN”，作为一种嗅觉警告信号。

这样看来，蝗虫不仅会“变色”，还会“制毒”，为了活下去，小动物也是蛮拼的。