蚜虫

擅长建城堡的蚜虫,会集体跳广场舞

发布时间:2023/7/16 1:00:49   

有一种学名叫Mordwilkoja的蚜虫,它们将唾液注入植物的叶柄后,植物的细胞会加速分裂并异常分化,形成一个畸形的瘤状物,然后蚜虫可以把这个瘤状物当作城堡,并寄生在植物身上。这个瘤状物,生物学上叫虫瘿。

虫瘿

在最近发表于《生态圈》(Ecosphere)科学期刊上的一项题为“首次记录Mordwilkoja瘿蚜的反捕食行为”的新研究中,一位研究人员报告了这种蚜虫的集体抵御捕食者的证据。

记录显示,成年的蚜虫用跗骨将幼虫拖离捕食者的攻击范围,并用注射器状的嘴,切开捕食者的表皮,对其进行攻击。令人惊讶的是,研究人员还观察到这种蚜虫集体同步“跳舞”,试图让捕食者将它们看成一个巨大的整体,让后被吓跑,这是在其他蚜虫物种中从未被记录过的一种防御行为。

迈克尔·希恩(MichaelSheehan)实验室的博士生安德鲁·莱根(AndrewLegan)说:“我个人从未见过它们集体扭动的行为,它们能够同步运动。”他是研究论文的主要作者。

虽然很难确切地解释蚜虫为何会同步一致摇晃,但有一种理论认为蚜虫通常是没有防御能力的,但如果它们一起摇晃,它们可能会欺骗食肉动物,如鸟类,使这些捕食者认为自己构成了一个看起来更大的动物。其他理论表明,这些动作可能会惊吓并将食肉动物从银圆大小的虫瘿表面赶走,或使其落入虫瘿内的裂缝中,或通过观察捕食者在集体扭动后是否移动来测试捕食者是否确实是受到威慑。

莱根还观察到,当来自同一个虫瘿的两只蚜虫在虫瘿表面相遇时,它们也会跳一段同步的舞蹈,然后才分开,去干各自的事情,这似乎是一种独特的打招呼方式。

“我最喜欢的假设,但我还没有测试过,我认为那就是这是一种识别机制,”莱根说,关于这种假设的论文正在进行中,研究社会性动物(比如蜜蜂、蚜虫)的巢友识别,“如果你能跳同步的舞蹈,那么你就是‘友军’,如果你不同步,那么对方就会发起攻击。”

为了进行这项研究,莱根在一个叫伊萨卡的地方采集了蚜虫瘿。蚜虫分泌一种刺激植物产生虫瘿的物质,让这个虫瘿从叶柄底部开始形成的。虫瘿的结构由植物细胞组成,但其形状由蚜虫的基因决定。然后雌性蚜虫进行无性繁殖,克隆了自己,生下了数百个女儿,整个‘女儿国’在虫瘿内崛起。

蚜虫是繁殖能力最强的昆虫,它们一年能够繁殖10到30个世代,在我们人类中,五世同堂都非常难得,但蚜虫可以“三十世同堂”,世代重叠的现象很突出。蚜虫的超强繁殖能力,正是得益于雌性蚜虫的无性繁殖,在营养条件很好的环境下,雌性蚜虫不需要雄性,也可以生下无数的宝宝,迅速占领资源,建立自己的王国。

收集后,莱根解剖了虫瘿并在显微镜下观察。由于虫瘿形状非常不规则,有腔室和褶皱,他将蚜虫倒在皮氏培养皿中,然后将一只捕食者放在其中。蚜虫的天敌包括瓢虫、蛾幼虫甚至鸟类。在这项研究中,莱根使用了一种常见的食肉动物——梨蛾幼虫。“它很快就被蚜虫爬到身上围攻了,”莱根说,然后蚜虫开始切割它的表皮,让它感觉到疼痛,并逃走。

莱根认为,对这些形成虫瘿的蚜虫进行更多的研究可能有助于物种间社会行为定义的多样化。他说:“目前还没有多少行为学方面的研究是针对虫瘿蚜虫的。这是一个很酷的系统,每个人都可以学习,包括学生,因为这不是一个昂贵的系统。研究虫瘿形成蚜虫的行为是学习使用解剖显微镜的好方法。”

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