微小的、以汁液为食的粉虱通过传播多种植物病毒，并在其食用的500多种植物上分泌粘性的、吸引霉菌的粘液，对农业造成严重破坏。现在，一项发表在《科学进展》上的研究揭示了它们巨大影响力的一个秘密。由中国农业科学院的张友军领导的科学家发现，这些顽固的害虫获得了细菌基因，使它们能够以惊人的效率处理氮。
正如哈佛大学进化生物学家 Naomi Pierce 所说，“氮是生命循环的关键要素”。动物利用含氮氨基酸来制造蛋白质和DNA，但这些过程会产生有毒的副产品。一些昆虫已经进化出与共生细菌的关系，这些细菌可以从这些废物中回收可用的氮。
这项新研究表明，粉虱在数百万年前就能够摆脱这种合作关系，通过将来自此类细菌的两个氮循环基因整合到它们自己的DNA中。瑞士纳沙泰尔大学的化学生态学家 Ted Turlings 是该研究的资深作者之一，他表示，病毒（以 DNA 转移专家而闻名）最有可能从细菌中获取这些基因，并碰巧将它们沉积在附近的昆虫基因组中。这个过程被称为水平基因转移。
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这些“内部”基因现在帮助粉虱在体内氮过多时将更多的氨基酸转化为废物，然后在氮不足时将这些废物回收成氨基酸。植物的氨基酸含量差异很大；研究作者表示，捕获的基因可能正是让这些害虫能够在如此多种植物上茁壮成长的原因。
与细菌合作回收氮对于粉虱来说，比直接绕过中间环节并自行完成这项工作在能量上花费更多。Pierce 表示，而且还需要更多的能量来确保这种关系不会变成寄生关系：“如果你的体内有共生体，你需要有控制它的方法。否则，它最终可能会控制你。”
转移的基因可能是粉虱的一种有用的生存策略，但 Turlings 表示，它们也可能成为阿喀琉斯之踵。由于这些基因是粉虱特有的，因此诸如通过改造植物来破坏粉虱基因的害虫防治策略不会伤害其他生物。“就特异性而言，这已经接近完美了，”他说。
粉虱的基因获取历史远不止于此；众所周知，它们还获得了植物基因，使其能够中和植物的防御毒素，阿姆斯特丹大学研究植物与昆虫相互作用的 Petra Bleeker 说。“昆虫的水平基因转移似乎并不罕见，”她说，“但粉虱似乎是这方面的冠军。”