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粪便盛宴将耳廓虫家庭聚集在一起

了解欧洲 Forficula 的粪便消耗如何带来生存益处和兄弟姐妹间的合作,这在社会演化中具有重要意义。

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欧洲 Forficula *(图片来源:InsectWorld/Shutterstock)* 节日期间,一碗热腾腾的新鲜粪便可能不是能让全家人聚在一起的餐点。但对于许多动物来说,食用粪便是一种生活方式。食用粪便的技术术语是“食粪症”(coprophagy),源自希腊语中的“kopros”意为“粪便”,“phagein”意为“吃”。虽然我们最常将食粪症与家犬联系起来,但许多其他动物也被发现会这样做。兔子会重新摄入自己的粪便以提取额外的营养;粪金龟更进一步,以粪球为基础建立了专门的饮食;美国牛蛙蝌蚪的生长通过接触肠道排泄物而得到增强;而在小鼠体内,食用粪便有助于介导必需肠道菌群的交换。分享粪便也可能让 Forficula 家庭关系更加亲近。

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反直觉的消耗

粪便中充满了病原体,这就是为什么食粪症如此反直觉。这也是为什么群居动物在许多情况下,都想出了保持巢穴清洁、无粪便的方法。切叶蚁就是一个典型的例子,它们拥有复杂的废物管理系统。人们认为,这种卫生行为是群居生活和社会性出现的必要步骤。欧洲 Forficula 则处于相反的极端,它们不仅食用粪便,还会用粪便来铺设巢穴。鉴于 Forficula 在某种程度上是社会性的(或亚社会性的)——尽管不如切叶蚁那样,但它们确实经常临时与家人同住——它们对排泄物的喜好令人惊讶。

切叶蚁拥有复杂的废物管理系统来保持巢穴清洁。*(图片来源:Salparadis/Shutterstock)* Forficula 松散的家庭群体让人联想到社会性演化的早期过渡。但要使这种社会性转变得以启动,家庭居住安排必须提供某种优势,而不是独自生活。父母很可能会通过为留在家中的幼崽提供食物和免受捕食者侵害的保护来“甜蜜化”这个交易。我们很容易看到现代社会中幼崽留在父母身边的动力——剥夺一只小猫或小鸡的母亲,它几乎注定会死亡。现在将进化的时钟拨回到家庭生活是一种可行但并非生存必需的选择的那个时期。在这里,我们可以开始理解促使采用这种生活方式的压力。以家庭为中心、以粪便为食的 Forficula 是研究社会演化早期阶段的绝佳模型系统。

兄弟姐妹间的合作

虽然人们认为废物积累会阻碍社会性的演化,但兄弟姐妹之间对食物的竞争或许是一个更大的障碍。在《行为生态学》杂志上发表的一项新研究中,由德国美因茨大学的 Maximilian Körner 领导的一组研究人员认为,欧洲 Forficula 通过食用兄弟姐妹的粪便来获得生存益处,从而有效地解决了这两个问题。此前,研究欧洲 Forficula 兄弟姐妹间合作的研究人员在注意到若虫不仅从地上捡拾,还直接从兄弟姐妹的肛门处啃食家庭成员的粪便时(真是美味啊)感到好奇。

若虫的艰难生活

Körner 的团队确信粪便对发育中的若虫有积极作用,于是他们在实验室为若虫制作了特制饮食,包括不同比例的兄弟姐妹粪便、母体粪便和非粪便食物。当常规食物短缺时,食用兄弟姐妹粪便的若虫生存几率有所提高——甚至比食用母体粪便的若虫还要好。“在 Forficula 中,家庭生活可能相当艰难:若虫争夺母体照顾和资源,并且经常发生同类相食。”Körner 说。“因此,在这种情况下,即使有些若虫得不到喂养,或者无法从母亲带回的任何东西中进食,它们也能在一段时间内勉强生存——这得益于它们兄弟姐妹的粪便。”然后,在一项食物选择实验中,若虫们表明它们更喜欢常规食物而不是粪便,但如果有机会,它们仍然总是会食用大量粪便。在 Körner 看来,即使有其他选择,它们对废物的偏好“强烈暗示了其好处不仅仅是营养”。在社会演化的早期阶段,这些好处可能足够大,足以维持家庭联系。“任何有利于群体维持而非分散的效应,最终都有助于推动社会性的演化,”他说。当社会生活真正开始,群体变得庞大而永久时,卫生策略就变得至关重要,以防止大量废物堆积。

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