比较两种植物毒素反防御策略：植物与食草动物相互作用的模型研究,Frontiers in Ecology and Evolution

介绍各种草食性昆虫更喜欢有毒植物作为宿主，尽管这可能看起来很矛盾。它们已经进化出针对毒素的特定适应能力（称为反防御）。例如，十字花科植物针对食草动物的双组分化学防御系统由芥子油苷 (GLS) 和激活酶黑芥子酶组成。黑芥子酶水解 GLS 会产生异硫氰酸盐 (ITC)，它对许多食草昆虫有毒且具有威慑作用。可以区分两种不同类型的反防御：先发制人的反防御，防止 GLS 由于代谢重定向而被水解为 ITC，而直接反防御，其中 ITC 形成但随后代谢为无毒缀合物。一般来说，只有当植物储存了毒素的前体并在受到攻击时被激活时，先发制人的反防御才有可能。由于对ITC的暴露较低，先发制人的反防御被认为更有效，但这还没有得到令人满意的实验证明。方法在这里，我们从理论上推导了与直接反击相比，先发制人的反防御减少了对ITC的暴露的条件-通过使用两个独立的常微分方程模型研究 GLS 防御和反防御的动力学来进行防御。我们模拟食草动物如何通过叶子材料将 GLS 转移到昆虫肠道。此后，我们通过推导以两种类型的反防御喂养期间肠道中 ITC 的动态来描述昆虫接触毒素的情况。结果与讨论通过计算 ITC 浓度的曲线下面积 (AUC)，我们根据经验数据表明，具有先发制人的解毒系统的食草动物通常较少接触 ITC。此外，我们的模型解释了两种反防御如何实现 ITC 水平的下降，这有助于理解这些技术的整体机制和好处。我们的结果也可能适用于 GLS 以外的非活性毒素前体的植物防御，以及为自身防御而隔离此类前体的昆虫。这有助于理解这些技术的整体机制和好处。我们的结果也可能适用于 GLS 以外的非活性毒素前体的植物防御，以及为自身防御而隔离此类前体的昆虫。这有助于理解这些技术的整体机制和好处。我们的结果也可能适用于 GLS 以外的非活性毒素前体的植物防御，以及为自身防御而隔离此类前体的昆虫。

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