蝴蝶幼蟲模擬螞蟻聲音：潛入蟻巢蹭飯長大

這種蝴蝶潛入Myrmica螞蟻的巢穴，通過模擬螞蟻的聲音蒙蔽宿主，從而在蟻巢里生存成長。

這種蝴蝶首先會(huì)將卵產(chǎn)在某種植物的葉子或者花苞上，并以此為食。

本文由美國物理聯(lián)合會(huì)授權(quán)轉(zhuǎn)載

2014年10月29日 華盛頓

對(duì)于很多生物體來說，蟻巢能為它們提供的不僅僅只有螞蟻。蟻巢的生存環(huán)境穩(wěn)定，安全，資源豐富—在很多方面能為小的生物提供賴以生存的一切條件。當(dāng)然，前提是你要能夠和螞蟻大軍和平共處。

對(duì)于數(shù)以千計(jì)的占用蟻巢的寄生昆蟲來說，生存則意味著要找到能夠和螞蟻共同相處的方式—比如模擬螞蟻釋放的用來區(qū)分?jǐn)秤训幕瘜W(xué)信號(hào)等等。意大利都靈大學(xué)的一組科學(xué)家日前研究了闖入蟻巢的不速之客是如何利用聲音作為自我保護(hù)的生存方法——即通過模擬螞蟻的“語言”來滿足自己在蟻巢內(nèi)的需要。

在2014年10月27-31日于印第安納波利斯Marriott酒店召開的第168屆美國聲學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)議中，研究者們將會(huì)報(bào)道他們關(guān)于寄主螞蟻和一種蟻巢寄生昆蟲——Maculinea蝴蝶互動(dòng)關(guān)系的最新研究。這種蝴蝶潛入Myrmica螞蟻的巢穴，通過模擬螞蟻的聲音蒙蔽宿主，從而在蟻巢里生存成長。

“聲音能夠傳遞十分復(fù)雜的信息，它不僅被用于工蟻們?cè)谙伋餐獾幕顒?dòng)交流中，比如覓食的時(shí)候，也被用于巢穴中螞蟻不同等級(jí)之間的交流，”意大利都靈大學(xué)的領(lǐng)隊(duì)研究者Francesca Barbero說。“我們的研究目的是要了解螞蟻的一些社會(huì)性寄生昆蟲，比如蝴蝶的幼蟲是否會(huì)干預(yù)宿主的交流系統(tǒng)?！?/p>

通過幾年的研究，Barbero的研究組記錄并且分析了包括寄生蝴蝶Maculinea的幼蟲和蛹，寄主Myrmica的蟻后以及工蟻所發(fā)出的聲音。研究人員發(fā)現(xiàn)寄生昆蟲蝴蝶和宿主螞蟻的聲音信號(hào)有類似的模式，通過對(duì)蟻巢回放錄制的音頻信息，他們研究了這些聲音信號(hào)在螞蟻的社會(huì)群體之間，宿主與寄生物之間所起到的作用。

在2009年發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的早期研究中，Barbero的研究組和英國生態(tài)學(xué)與水文學(xué)中心(The Center for Ecology and Hydrology)以及牛津大學(xué)的科學(xué)家們共同發(fā)現(xiàn)在蟻巢內(nèi)，蟻后所發(fā)出的聲音明顯不同于工蟻。新的研究結(jié)果表明寄生昆蟲蝴蝶正是利用了這點(diǎn)。

這種Maculinea蝴蝶也叫做“專性寄生蟲”，Barbero說，即它們的生存依賴于其他兩類生物。這種蝴蝶首先會(huì)將卵產(chǎn)在某種植物的葉子或者花苞上，并以此為食，10到15天后，它們的幼蟲會(huì)掉在地上，等待Myrmica工蟻將它們抬回蟻巢。

該領(lǐng)域的早期研究表明蝴蝶的毛蟲會(huì)釋放出類似螞蟻幼蟲所釋放的化學(xué)信號(hào)“乞求”工蟻，讓工蟻把它們當(dāng)作自己的幼蟲喂養(yǎng)。而且事實(shí)上，這些不速之客接受的還是皇家待遇—毛蟲們總是被喂養(yǎng)的最早，并且喂養(yǎng)的最多，即使在食物匱乏連螞蟻真正的幼蟲都處于饑餓狀態(tài)時(shí)，毛蟲們也享受著優(yōu)先權(quán)。這種特權(quán)通常只有蟻后才能享有，科學(xué)家們由此推測毛蟲們不會(huì)僅僅通過模擬幼蟻的“乞討”做到這點(diǎn)。

為了解開這個(gè)謎團(tuán)，Barbero和他的同事們使用了一種特制的麥克風(fēng)記錄了螞蟻和毛蟲所發(fā)出的聲音，并在蟻巢內(nèi)回放了毛蟲的聲音。通過對(duì)比音頻信號(hào)和分析螞蟻的反應(yīng)，他們發(fā)現(xiàn)毛蟲確實(shí)是模擬了蟻后的聲音，從而欺騙工蟻將它們放在高于幼蟻的位置優(yōu)先為它們清潔以及喂食。

與此同時(shí)，研究者們對(duì)比了兩種寄生蝴蝶，一種是以蟻卵為食的捕食型蝴蝶，另一種是需要依靠工蟻喂養(yǎng)的杜鵑型蝴蝶。研究者們發(fā)現(xiàn)盡管兩種蝴蝶都能發(fā)出類似蟻后的聲音，杜鵑型蝴蝶所發(fā)出的聲音能夠引起工蟻更為強(qiáng)烈的反應(yīng)。

“這和它們的生活特點(diǎn)是一致的，”Barbero說，“一旦進(jìn)入了宿主的巢穴，兩類蝴蝶的最大區(qū)別是杜鵑型蝴蝶需要獲取螞蟻的信任，被螞蟻接受認(rèn)同成為它們中的一員，而捕獵型蝴蝶需要的是潛伏在其中，不被螞蟻發(fā)現(xiàn)?！?/p>

科學(xué)家們下一步的計(jì)劃，她說，打算將研究延伸到探索聲波在蝴蝶和螞蟻的互動(dòng)交流方面所起到的作用。

“我們希望這些發(fā)現(xiàn)將會(huì)促進(jìn)對(duì)蟻巢內(nèi)社會(huì)性寄生昆蟲聲音交流方面的研究，”Barbero說，“并希望這些研究最終能讓我們對(duì)寄生關(guān)系的起源，演化和穩(wěn)定背后的復(fù)雜機(jī)制有更深層次的了解?！?/p>