动物、小动物图片及名称大全,欢迎来到奇妙的动物世界,欢迎光临爱动物网!

欢迎小伙伴加入爱动物交流群:186478492  爱动物交流群

蚁蜂生存防御手段多样 几乎无天敌

作者:佚名 2015-11-12 浏览: 2,837 评论:0

摘要: 在美国新墨西哥州一片干燥的开阔地上,一只饥肠辘辘的蜥蜴发现一只颜色鲜艳、毛绒绒的昆虫正在沙土上急速爬行。晚餐终于有着落了,蜥蜴这么盘算着。它迅速冲了过去,伸出舌头将昆虫卷进嘴里。不过它马上就会发现,这只小虫子实在是难以下咽。蜥蜴转动着嘴里的虫子,寻找适合咀嚼的...

在美国新墨西哥州一片干燥的开阔地上,一只饥肠辘辘的蜥蜴发现一只颜色鲜艳、毛绒绒的昆虫正在沙土上急速爬行。晚餐终于有着落了,蜥蜴这么盘算着。它迅速冲了过去,伸出舌头将昆虫卷进嘴里。不过它马上就会发现,这只小虫子实在是难以下咽。蜥蜴转动着嘴里的虫子,寻找适合咀嚼的角度,却发现无从下口。与此同时,这只昆虫开始发出短促的嘎吱声,并用螯针刺入蜥蜴的口腔。大事不妙,蜥蜴马上就将它吐了出来。还在发出嘎吱声的昆虫毫发无损地离开了,留给蜥蜴的是难以忍受的刺痛和一口恶臭。

蚁蜂

这只顽强的小虫子其实是一只雌性蚁蜂,它所具有的防御手段是雄性同类,以及其他许多昆虫都无法比拟的。那么问题来了,是怎样可怕的掠食者迫使它们演化出如此多的防御手段呢?而且,如果它们受到来自掠食者如此严重的威胁,那为什么要呈现如此鲜艳的体色呢?让我们先来认识一下蚁蜂。

蚁蜂跟蚂蚁很像,其英文velvet ant直译过来便是“天鹅绒蚂蚁”。雌性蚁蜂的外形就像覆盖着密集绒毛的大型蚂蚁,绒毛的颜色各异,有黄、橙、红、白、黑等多种颜色。在大多数蚁蜂物种中,雄性往往其貌不扬。它们与长有鲜艳绒毛的雌性差别很大,甚至很难分辨出哪只雄性与哪只雌性是一对。

在面对掠食者的时候,雄性蚁蜂具有明显的优势,它们长有翅膀,只需要飞走躲避即可。相比之下,雌性蚁蜂不仅只能在地面活动,而且外形十分显眼。鲜艳的绒毛似乎很容易招来危险,但这实际就像大黄蜂的黄黑条纹一样,能起到警告掠食者的作用。而且,雌性蚁蜂还将“警戒色”这种防御策略上升到了全新的高度。不同的蚁蜂物种已经演化出了相互模仿的能力。通过在外观上模拟邻近的其他蚁蜂,这些独居的动物找到了一种提高数量优势的方法。不明就里的掠食者可能会尝试捕食蚁蜂,但很快它就会尝到苦头,并且记住蚁蜂的颜色,保证下次不会犯同样的错误。通过相同的外观信号,不同的蚁蜂物种获得了同样的保护。

北美洲的蚁蜂中,颜色拟态现象极为常见。在2015年发表的一项研究中,科学家根据颜色、绒毛密度和分布地点的相似性,将300多种蚁蜂划分为少得可怜的8个拟态组群。这其中,有的蚁蜂呈银色光泽,绒毛柔和,主要分布在炎热沙漠地区;有的蚁蜂呈红褐色,头部绒毛稀少,主要分布在落基山脉以东地区。不过,这种警戒色仅仅是蚁蜂“武器库”的一小部分,它们还会结合声音和化学信号来驱退掠食者。

当蚁蜂察觉到威胁来临的时候,它会开始发出短促的尖鸣声。这种声音来自蚁蜂腹部不同部位的移动和摩擦,可以在距离掠食者还比较远的时候,就告诫对方不要靠近。不过,有时候蚁蜂会在无意中被掠食者吃到嘴里之后才开始发出这种声音。按美国亚利桑那州西南生物研究所昆虫学家贾斯汀·施密特(JustinSchmidt)的说法,这种情况对掠食者来说,可能有点像一只“迷你手提钻”在它的嘴里不停地发出震动声。当掠食者觉得这种感觉十分不适的时候,它就会把嘴巴张开,蚁蜂也就能顺利逃脱。

除了发出尖鸣声之外,蚁蜂还可以通过释放臭味来赶跑掠食者。它们具有发达的腺体,能分泌出难闻的“信息素”:能操纵另一物种行为的化学物质。特别地,蚁蜂能分泌酮类物质,这种物质常被蚂蚁用作警告作用的外激素。这其实也讲得通,蚁蜂经常会遇到蚂蚁,它们可能演化出了特殊的信息素来驱退蚂蚁。施密特及其同事曾经将蚂蚁描述为蚁蜂的“主要潜在掠食者”。

在实验中,浸泡过一种这类酮类物质的小旗子就能在工蚁中引发警戒行为。同样的旗子还能促使红火蚁四散逃离,直到酮类物质蒸发干净。类似的,当红火蚁的蜜露中掺入了少量这些酮类物质后,工蚁的摄食量也会减少。因此可以这么说,蚁蜂看起来可怕,听起来可怕,闻起来也可怕。事实上,它们还非常灵活和强壮。

在发表于1977年的一项研究中,施密特和他的博士导师穆雷·布伦(Murray Blum)将选定的掠食者摆在了蚁蜂的面前,包括蚂蚁、蜘蛛、螳螂、蜥蜴、鸟类和沙鼠。当受到几只红火蚁攻击的时候,蚁蜂利用强壮有力的腿将红火蚁从身上迅速地刮下来;而如果同时受到众多蚂蚁的袭击,蚁蜂会一边快速地刮掉蚂蚁,一边赶紧逃跑。施密特和布伦反复地用手指追逐蚁蜂,并估算它们能以0.5千米的时速奔逃。

施密特称,它们之所以能达到这样的速度,是因为有一些特定肌肉的存在。在有翅膀的雄性蚁蜂身上,这些肌肉控制着飞行;而在雌性蚁蜂身上,这些肌肉使它们的腿更加强壮。施密特补充说,雌性蚁蜂的腿部肌肉如此强壮,以致于它能在掠食者的嘴里撑开一条出路。你或许会认为,像蜥蜴这样体型较大的动物可以轻而易举地咬碎蚁蜂,但实际情况是,蚁蜂远比它看上去的强壮得多。

蚁蜂具有坚硬、光滑的圆形外骨骼躯体,这使它们免于被咬碎的厄运。施密特和布伦对蚁蜂的承受能力进行了计算,认为成功碾碎一只蚁蜂的力量大约相当于碾碎蜜蜂工蜂所需力量的11倍,是碾碎锹形甲虫所需力量的接近两倍。可以想见,当昆虫爱好者试图将死去的蚁蜂用大头钉固定时,他们会经常失手,因为大头钉会滑落下来扎到他们自己的手指。

施密特的实验显示,蚁蜂的坚固外骨骼可以保护它们免受蜘蛛的袭击,后者会尝试将毒液注入它们体内。如果以上这些手段都没有奏效的话,蚁蜂还有一个大杀招——让你无比疼痛的蛰刺。只有雌性蚁蜂具有螯针。这是因为,螯针其实是一种特化的产卵器官,称为产卵管。螯针非常灵活,长度接近蚁蜂体长的一半。蚁蜂蛰刺时产生的毒液其实毒性很低,与其他活跃的有毒昆虫,如黄蜂、蚂蚁和蜜蜂相比,这种毒液的化学活性几乎是最低的。然而,毒性的不足被极端的蛰痛弥补了——施密特对此可以亲身作证。

2015年,施密特获得了“搞笑诺贝尔奖”,以奖励他“充满痛苦地建立了‘施密特疼痛指数’,对人体感觉不同昆虫蛰刺时的疼痛程度进行了评估”。在1984年发表的一项研究中,施密特将昆虫蛰刺带来的疼痛感按从1到4进行分级,4级是最为痛苦的。施密特亲身体验了数百种昆虫的蛰刺,建立起了“施密特疼痛指数”,显然他对蚁蜂的能力十分了解。

在蚁蜂物种中,有一个属的种类尤其令人痛苦。Dasymutilla属的蚁蜂有时被称为“母牛杀手”,尽管这并不符合事实,因为它们的蛰刺其实没什么危害——不考虑疼痛的话。施密特将该属物种的疼痛指数定为2到3之间。他后来形容一种学名为Dasymutilla klugii的蚁蜂能带来“强烈的灼烧感”,同时“各种不同的反应”持续了5到30分钟。考虑到雄性蚁蜂不具有螯针,因此不会蜇人,但它们还是找到了一种伪装的方式。

与许多蚁蜂研究者不同,美国图埃勒犹他州立大学的约瑟夫·威尔森(Joseph Wilson)从未被雌性蚁蜂蛰过,而是被雄性蚁蜂蛰过。 “当你抓起它们的时候,它们会激烈地用生殖器的突起部位蜇你,”威尔森说,“感觉就像小针头在刺入你的手指。”这种伪装的蛰刺可能足以迷惑掠食者,使其放开雄性蚁蜂。“通常情况下,这种伪装蛰刺不会太疼,但如果你毫无准备的话可能就会吓一跳,”威尔森说道。显然,蚁蜂不是一种好惹的昆虫。

不过,要想确定它们所要抵御的天敌却并不容易。蜥蜴在很早以前就是最可能的嫌疑者。它们活动的时间和分布地点与蚁蜂相同,而且也会捕食类似蚁蜂的其他昆虫。20世纪80年代,两位生物学家对美国南部的环颈蜥的食谱进行了研究,发现在两只雌性环颈蜥的胃里面出现了蚁蜂。石龙子和青蛙偶尔也会捕食蚁蜂,但这样的报告很少。威尔森说:“有一些情况下会有潜在的掠食者会捕食蚁蜂,但总体而言,我们并没有发现以蚁蜂为常规食物的动物。”

目前,威尔森正试图查明西部鞭尾蜥是否会以蚁蜂为食。“它们其实没有任何真正的、有实质意义的掠食者,”施密特说道。施密特在实验中也未能鉴别出任何蚁蜂的天敌。蚂蚁、蜘蛛、蜥蜴和沙鼠等都会攻击蚁蜂,但蚁蜂几乎总会安然无恙地逃生。一只捕鸟蛛和一只沙鼠各自成功地吃下一只蚁蜂,但也仅此而已。一些掠食者在一次两次尝试之后就放弃了,有的是在被蛰刺之后对蚁蜂敬而远之,尽管它们习惯于捕食有螯针的黄蜂和有毒蚂蚁。

在2001年发表的一项有趣的研究中,科学家将4只蚁蜂放入养着德克萨斯角蜥的容器里。这些蜥蜴只吃下了类似收获蚁——它们通常的食物——的蚁蜂,对其他个体则视而不见。这一结果表明,蚁蜂可能只有在意外的情况下被捕食,掠食者将它们与其他外形相似的蚂蚁混淆了。因此,它们那些所谓的防御策略可能并不是为了应对掠食者而演化出来的。

恰恰相反的是,这些策略可能是为了在雌性蚁蜂产卵的时候起到保护作用。在交配之后,雌性蚁蜂会独自去寻找一处由独居黄蜂或蜜蜂建造的地下巢穴。这些昆虫会将幼虫和一些食物封闭在巢穴里,并不再回来。雌性蚁蜂会破洞而入,在里面产卵。蚁蜂幼虫孵化出来之后,会以巢穴原主的幼虫为食。在化蛹并最终完全长成之后,蚁蜂再从巢穴里钻出来。施密特称,这种“寄生性”的生活方式伴随着一定的风险。“你很难能够寻找到合适的宿主,后者往往分布得非常分散,”他说,“如果你需要花费数百个小时的时间寻找巢穴,而别的动物看到你,就会想‘噢,可口的午餐’,那你就需要有足够的防御手段来度过这段时间。”有些蚁蜂并没有将目标定在那些毫无防御的巢穴上,而是针对有防卫的社会性胡蜂和蜜蜂的巢。

这些大型蜂巢很有吸引力,因为它们能提供大量的产卵空间;然而攻击这些巢也更加危险,因此只有少数几种蚁蜂才会这么做。其中一种便是Mutilla europaea。这种蚁蜂曾经以熊蜂的巢为目标,并获得了巨大的成功。在19世纪的记录中,曾记载一个熊蜂巢中孵化出了更多的蚁蜂,而不是熊蜂。蚁蜂还曾经大肆蹂躏过蜜蜂的巢。今天,我们偶尔还能观察到Mutilla europaea潜入到一种纸蜂Polistes biglumis的巢中。这是一种社会性的纸蜂,Mutilla europaea到它们的巢里不是为了产卵,而是为了吃一种令人意想不到的食物。这些蚁蜂会吮吸纸蜂幼虫的唾液,同时不对后者造成任何的损伤。

意大利都灵大学的玛利亚·克里斯蒂娜·洛伦齐(Maria Cristina Lorenzi)说:“幼虫的唾液营养极为丰富。”洛伦齐发现,一只M. europaea可以在不被察觉的情况下,偷偷进入纸蜂的巢里。这得益于蚁蜂外层表面的化学伪装,上面的某些能引起纸蜂攻击的化学物质含量很低。如果纸蜂真的对蚁蜂发起攻击,后者的坚固外骨骼也能起到足够的保护作用。显然,像M. europaea这样的蚁蜂有很好的理由演化出多种防御策略,以对付它们所针对的昆虫。

不过,这也无法解释像颜色拟态和尖鸣声等策略,这些在这一过程中并没有什么作用。这使我们回到了掠食者及其对蚁蜂的威胁这个问题上。“我们认为这只与动物的捕食行为有关,”威尔森说,“可能存在着某种已经灭绝的掠食者,而这些防御策略的演化与一些我们无法鉴别出来的掠食者有关,因为这些掠食者已经消失了。”

另一方面,蚁蜂也可能面对着许多种掠食者,它们使用着不同的捕食策略,因此蚁蜂需要演化出多种防御策略来保护自己。“不同的防御手段在面对不同掠食者时有更好的效果,”威尔森说。

从这个角度看,也许很少有动物会捕食蚁蜂的原因就在于,它们的防御策略很有效。演化已经促使它们具有了如此多的防御手段,使得如今大多数的掠食者选择了更加容易得手的目标。“它们堪称生存的大师,”施密特说,“它们实实在在地知道怎么生存下来,并且每件事都做对了。对我来说,做一只蚁蜂可能会相当有趣。”还有一个问题。尽管我们对蚁蜂了解了很多,但最为显而易见的问题却还没有答案,那就是,它们为什么长着这么多的绒毛?或许我们还要等待一段时间,才能解开这个谜题。