提起黃蜂,相信大多數(shù)人對(duì)它們的第一印象就是有刺,被蜇了之后賊拉疼,以至于看到黃蜂就尖叫躲閃,怕被蜇到。
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這種觀念倒是沒有錯(cuò),但也不完全對(duì),因?yàn)閲?yán)格來說,只有雌性黃蜂才具有毒刺,而這些毒刺實(shí)際上也是雌性黃蜂的產(chǎn)卵器。
產(chǎn)卵器:雌性黃蜂生娃御敵的神器
在幾乎所有帶刺的膜翅目昆蟲(如蜜蜂,黃蜂,大黃蜂和螞蟻等)中,產(chǎn)卵器的作用不僅僅只是用來產(chǎn)卵。以黃蜂為例,由于它們通常會(huì)將卵產(chǎn)在其他昆蟲體內(nèi),因此為了更好地繁育后代,雌性黃蜂的產(chǎn)卵器進(jìn)化出了帶有毒液的腺體。
中國(guó)古人很早就注意到黃蜂會(huì)將甲蟲、蛾類或金龜子等昆蟲帶進(jìn)巢穴,不久后就飛出了小黃蜂,古人以為黃蜂將這些昆蟲撫育成了小黃蜂,所以古代把義子或養(yǎng)子叫做“螟蛉之子”。
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到了19世紀(jì),著名昆蟲學(xué)家法布爾對(duì)黃蜂捕獲甲蟲進(jìn)行了一系列深入細(xì)致的觀察,結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃蜂會(huì)將產(chǎn)卵器扎在甲蟲的第一對(duì)足的腹部,使甲蟲長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于無法活動(dòng)但又活著的狀態(tài),成為一具“活僵尸”,然后再通過產(chǎn)卵器將卵產(chǎn)在甲蟲體內(nèi),在某些情況下,黃蜂還會(huì)注入抑制宿主免疫系統(tǒng)的病毒顆粒,防止其破壞卵子,這是雌性黃蜂在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的特異本能。
現(xiàn)代研究對(duì)黃蜂毒進(jìn)行了分析,結(jié)果表明毒素并不直接作用于肌肉上,而是干擾神經(jīng)肌肉傳導(dǎo)上突觸的乙酰膽堿。當(dāng)然,黃蜂毒素遠(yuǎn)不足以麻痹人類或其他大型動(dòng)物,但毒素內(nèi)特有的黃蜂激肽會(huì)使人產(chǎn)生劇烈疼痛。
不過在一般情況下,黃蜂不會(huì)主動(dòng)攻擊人類,除非受到生命危險(xiǎn)或者蜂巢受侵襲時(shí),才會(huì)使用毒刺自衛(wèi)。
雄性黃蜂的“偽毒刺”
顯然,雄性黃蜂并不會(huì)產(chǎn)卵,它們當(dāng)然也不具備由產(chǎn)卵器進(jìn)化而來的毒刺,因此在環(huán)境的壓力下,雄性黃蜂會(huì)通過模仿雌性的體色和行為來迷惑捕食者。
但是假的總歸真不了,雄性黃蜂猶如紙糊的老虎,一旦被捕食,很難對(duì)捕食者造成有效的傷害,所以雄性黃蜂通常被認(rèn)為對(duì)人是沒有威脅的。
然而在2015年,日本科學(xué)家在本土發(fā)現(xiàn)了一種新的黃蜂——梅森黃蜂。來自日本神戶大學(xué)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的一名研究生辻井美咲(Misaki Tsujii)在收集雄性梅森黃蜂時(shí),突然感到手指被“刺痛”,據(jù)美咲描述,“有點(diǎn)像被雌性黃蜂蟄到”。
研究梅森黃蜂的“陷阱”巢穴 圖源:Misaki Tsujii
對(duì)此美咲感到十分驚訝,因?yàn)樵谒恼J(rèn)知中,雄性黃蜂并不具備毒刺。通過進(jìn)一步的檢查表明,刺痛感極有可能來自于雄性生殖器旁邊兩個(gè)突出的尖刺。
尖刺為圖中藍(lán)色箭頭部分 圖源:sciencealert
這種尖刺在胡蜂科的一些雄性黃蜂中很常見,被稱為“偽毒刺”,與雌性不同的是,這種“毒刺”是無毒的,它的作用通常是在交配時(shí)用于固定雌性,防止其扭動(dòng)身體。然而在雄性梅森黃蜂上并未觀察到這種使用方法。
如果雄蜂的“毒刺”沒有毒還有什么用?
現(xiàn)在,昆蟲已經(jīng)進(jìn)化出各種類型的反捕食者防御策略,例如,一些昆蟲可以通過隱蔽的體色和形狀來躲避捕食者,部分昆蟲還擁有化學(xué)防御方式,諸如毒素、氣味和黏液等,此外,昆蟲還可以長(zhǎng)出毛發(fā)、尖刺或外骨骼等形態(tài)來進(jìn)行防御。
昆蟲的擬態(tài) 圖源百度圖片
為此,日本神戶大學(xué)研究昆蟲反捕食者防御進(jìn)化的生態(tài)學(xué)家杉浦真司(Shinji Sugiura)教授猜測(cè),雄性梅森黃蜂的“偽毒刺”可能是為了用來“戳”(攻擊)捕食者。
為了證實(shí)“偽毒刺”被用作防御,研究人員將雌性梅森黃蜂和完整的雄性梅森黃蜂放入裝有樹蛙的水箱中。對(duì)樹蛙而言,這些黃蜂就像是美味的小甜品,因此所有的樹蛙都在第一時(shí)間張開嘴來吃黃蜂,然而,雌蜂用它們犀利的毒刺狠狠地給了樹蛙一擊,結(jié)果有87%的雌蜂逃脫了蛙口。
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而反觀雄蜂這邊,在被樹蛙吃下的那一刻,它們也馬上揚(yáng)起尾部的“偽毒刺”進(jìn)行反擊,雖然大多數(shù)雄蜂還是被樹蛙吞噬,但雄蜂的假刺攻擊卻讓35.3%的樹蛙放棄了捕食它們。
作為對(duì)照,研究人員還給樹蛙提供了去除生殖器的雄蜂,結(jié)果毫無意外,所有的雄蜂都被樹蛙吃下了肚。
因此從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看來,“偽毒刺”確實(shí)是某些雄性黃蜂的重要防御手段。
在長(zhǎng)期的模仿(雌蜂)過程中,雄性黃蜂其實(shí)也獲得了一些進(jìn)化優(yōu)勢(shì),我們知道雌性黃蜂的毒刺會(huì)注入毒液并造成疼痛,而這對(duì)于雄性黃蜂來說,它們實(shí)際上并不需要造成“真實(shí)傷害”,而是欺騙捕食者,讓其認(rèn)為正在造成傷害。
蛙:“誒,好像有點(diǎn)痛,吐了吐了”
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杉浦真司(Shinji Sugiura)教授及其合著者辻井美咲(Misaki Tsujii)在研究中寫道:“我們的研究首次證明了偽毒刺作為雄性黃蜂反擊裝置的防御作用,同時(shí)也為了解雄性生殖器在動(dòng)物中的生態(tài)作用提供了新的視角?!?/p>
參考文獻(xiàn):
1、Male wasp genitalia as an anti-predator defense.
https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.11.030
2、https://en.wikipedia.org/wiki/Ovipositor
3、Male Wasps Have Been Seen Using Their Genitals as Weapons Against Predators.
https://www.sciencealert.com/male-wasps-have-been-seen-using-their-genitals-as-weapons-against-predators
4、錢銳. 蜜蜂毒、黃蜂毒和胡蜂毒[J]. 蜜蜂雜志, 1987(1).
5、Predators as drivers of insect defenses.
https://www.researchgate.net/publication/342454534_Predators_as_drivers_of_insect_defenses
END
作者:魚魚
中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)優(yōu)秀科普作品銀獎(jiǎng)獲得者
清蒸魚頭、麻辣魚頭等各種魚頭愛好者