事实如此浪漫

窃听蚂蚁秘密语言的甲虫

蚂蚁对甲虫幼虫
一个阿兹台克蚂蚁与甲虫幼虫搏斗(Ivette Perfecto)

在恰帕斯州南部的索康纳斯科地区,在墨西哥与危地马拉交界处,郁郁葱葱的绿色地形上到处都是移动的物体。这是一个毗邻太平洋的地区,有大量的种植园,其中大多数种植咖啡。密歇根大学(University of Michigan)的博士研究生谢晓义(Hsun-Yi Hsieh)在过去四年的每个夏天都在这里研究四种昆虫之间的关系,它们以任何必要的方式在咖啡浆果丛中生存。故事的中心是一种蚂蚁,它长期以来一直使用一种密码来秘密地相互交流。但最近,一种狡猾的甲虫进化出了拦截蚂蚁信息的能力,这给了它一个巨大的生存优势,并改变了这个自然界迷人口袋里的力量平衡。

谢家华和大约六名科学家组成的团队每年都要长途跋涉到Finca Irlanda,这是一个大型种植园,他们在那里被租借了100多英亩用于研究。要去农场,你得挤进Kombi这是一辆私人运营的公交车,车上挤满了农场工人。然后沿着土路边缘徒步40分钟。一旦来到农场,这里既没有固定电话,也没有互联网服务,不过对于那些觉得必须带上手机的人来说,可能会断断续续地接收到信号。尽管如此,还是有很多信号可以接收;你只需要知道去哪里找就行了。对谢淑薇和她的同伴来说,这些信息来自繁忙的咖啡树栖息地。

有学名的攻击性蚂蚁阿兹台克instabilis长期控制着这片栖息地的重要部分的阿兹台克它们通常不生活在咖啡树中——它们实际上把自己的家园建在附近的遮荫树中,经常往返于长达50英尺的森林地面到咖啡灌木丛中。他们长途跋涉是为了收获他们最喜欢的食物:一种由绿咖啡鳞虫分果爿冬青).蚂蚁摩擦鳞片虫的腹部,鳞片虫的肛门分泌出甜甜的“蜜露”,然后蚂蚁将其吞食。

鳞虫是一群不起眼的昆虫。它们看起来像扁平的、短的圆顶,大多定居在咖啡树上,吮吸着咖啡树的汁液(因此它们是咖啡种植者的主要害虫)。多伦多大学研究植物和蚂蚁相互作用的研究生凯尔·特纳(Kyle Turner)称它们为“昆虫藤壶”,因为它们“就这样坐在那里”。如果受到攻击,介壳虫会用自己制造的蜡覆盖自己,这对于阻止大多数捕食者来说根本不起作用。鳞翅目昆虫最好的防御手段实际上是它的蜜露:由于这种甜甜的液体是大得多、强壮得多的蚂蚁的主要食物来源,它们就像牧羊人守卫自己的羊群一样,凶猛地保护着鳞翅目昆虫。

甲虫Azya orbigera -瓢虫是众多被称为瓢虫、瓢虫、瓢虫或瓢虫的物种之一,它们喜欢以鳞片昆虫为食,并试图在附近产卵,这样它们新孵化的幼虫就可以把它们作为第一餐。但当蚂蚁咄咄逼人地保护它们时,就很难获得美味的鳞片。蚂蚁是有效的防御者,有着强有力的下颚来粉碎敌人。即使是皮肤比昆虫厚得多的人类,也会觉得被咬痛。

从上面的帮助

谢和她的团队注意到,尽管有很大的伤害或死亡的风险,瓢虫经常成功地将它们的卵沉积在由蚂蚁巡逻的咖啡树上,研究人员发现这很奇怪。一旦卵沉积下来,蚂蚁就很难抵御幼虫,幼虫身上覆盖着白色蜡状的杆状突出物,蚂蚁就会粘在上面;特纳将这些幼虫描述为“可怕、长长的、尖尖的,看起来很像捕食者。”但蚂蚁本能地知道这种危险,所以它们与幼虫保持距离,通常通过阻止成年甲虫来完全避免这个问题。然而,谢和她的团队发现,甲虫不仅成功地通过了蚂蚁,而且有勇气把它们的卵藏在介壳昆虫的下面。他们是怎么做到的?事实证明,甲虫有一些秘密盟友。

另一种昆虫在咖啡浆果丛上方巡逻,它是一种蚤蝇(Pseudacteon laciniosus).蚤蝇快速靠近浆果丛,寻找猎物和产卵的地方。有些蚜虫把卵注射到蚂蚁的头上;随着幼虫的发育,被寄生的蚂蚁看起来仍然正常,直到幼虫分泌酶破坏蚂蚁的结缔组织,导致身体部分,如腿,脱落。幸运的是阿兹台克蚂蚁已经发展出一种策略来最大限度地减少对这些苍蝇的损失:它们以警报信息素的形式向附近的同伴释放一种化学警告。

蚂蚁有多达75个外分泌腺,分泌各种特殊的化学物质。根据种类的不同,其中10到15个腺体被认为是产生蚂蚁用来相互交流的化学物质的腺体。“这是一个语言。这基本上是蚂蚁的语言。我们说单词,他们说化学物质,警报信号意味着危险。Ivette美味极了他是密歇根大学(University of Michigan)的生态学家,也是谢家华研究小组的负责人。几十年来,她一直在研究恰帕斯地区不同昆虫和植物之间的各种相互作用。

“这是一个语言。这基本上是蚂蚁的语言。我们说单词,他们说化学物质,警报信号表示危险。”

阿兹台克可以利用踪迹信息素向特定的食物来源留下踪迹,也可以利用警报信息素向群体中的成员发出危险警报。但即使在警报信号中,也有细微差别,一些研究人员表示,这可能取决于背景和数量。例如,一种警报信息素有时会刺激蚂蚁发动它们的军队,而在有恐蝇的情况下,警报往往会让蚂蚁停止移动。蚤蝇只能看到移动的物体,而且只能在非常近的距离内;当蚂蚁静止不动时,蚜虫无法定位它们。

咖啡密码,破解

谢和她的同事发现瓢虫已经成功地识别出蚂蚁发送给自己群体成员的警报信号。当甲虫闻到警报信息素时,它们将其作为寻找产卵地点的信号。与此同时,蚂蚁正努力保持静止,以免被苍蝇发现。这只甲虫已经“找到”了产卵的最佳时机,而无需与蚂蚁战斗。

当甲虫进入蚂蚁区的时候,它们必须找到一个好地方把它们的孩子藏起来,因为众所周知,蚂蚁会把卵带回它们的聚居地觅食。所以甲虫把它们的卵藏在鳞片昆虫下面,这是绝佳的选择,不仅因为鳞片不会移动,还因为从卵中钻出来的幼虫可以吃掉鳞片。在蚂蚁从静止状态中恢复过来之前,甲虫有一到两个小时的时间渗透进敌人的领地。

玛利亚·埃斯特利·希门尼斯·索托(Maria Esteli Jimenez Soto)也和谢一起研究恰帕斯的物种相互作用,她说,这个系统显示了生态系统的复杂性和复杂性:

咖啡是在20世纪20年代传入这个地区的。但当我们谈到进化时,我们想到的是长期的尺度,我们想到达尔文,想到后来进化的恐龙和爬行动物。但如果你从短期来看进化,你会发现这些有趣的事情,生物体之间的相互作用正在彼此之间创造非常有趣的网络。

在人眼看来,进化通常是一个缓慢的过程,但这并不意味着它是不可察觉的。在一个人的一生中,这种遍布全球的瓢虫进化出了一种非常精明的密码破解能力。现在轮到蚂蚁进化出一种新的反击方式了。


伊冯·邦(Yvonne Bang)是纽约市的一名科学记者,在纽约大学担任编辑实习生鹦鹉螺

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