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蚂蚁用脚步中的镇静剂来驱赶蚜虫

了解养蚜虫的蚂蚁如何利用化学分泌物操纵它们的牲畜,以确保稳定的蜜露供应。

作者:Ed Yong
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这篇文章转载自“Not Exactly Rocket Science”博客的旧WordPress版本。该博客将在十月初休假,届时我将带着新内容回归。

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在你的花园里,很有可能有一位农夫正在用她从脚部分泌的化学鸡尾酒来镇静她的牲畜。不相信我?仔细看看……

人类并非唯一饲养其他动物作为食物的物种——蚂蚁也是如此,它们的羊群由蚜虫组成。它们以植物汁液为食,并排泄出一种甜美而营养丰富的液体,称为蜜露,蚂蚁会喝掉它。

作为回报,蚂蚁会进行保护性征税,保护蚜虫免受瓢虫等捕食者的侵害。这似乎是一个对双方都有利的合作关系,而且有蚂蚁照料的蚜虫群往往比无人照料的更大。但来自伦敦两所大学的最新研究表明,蚂蚁对它们的羊群的操纵比以前想象的要多。

养蚜虫的蚂蚁面临与人类农民类似的问题——它们的羊群可能会跑散,而阻止这种情况发生符合蚂蚁的利益。早期研究表明,它们有时会咬掉有翅膀的蚜虫的翅膀,或者产生一种来自其下颚腺体的化学物质,从而抑制翅膀的发育。

这些都无法阻止几个无翅的蚜虫仅仅是走开,所以蚂蚁使用了另一个诡计。伦敦帝国理工学院的托马斯·奥利弗发现,黑花园蚁(*Lasius niger*)会从其足迹中分泌化学物质,有效地镇静蚜虫。

蚂蚁利用化学分泌物来识别蚁群成员,并标记出其姐妹们可以跟随的食物来源路线。在这种情况下,它们的路线使蚜虫镇静下来,阻止它们走到另一株植物上。

奥利弗及其同事将蚜虫放在培养皿的滤纸片上,并拍摄了它们五分钟的移动情况。其中一些纸片是蚂蚁先前走过的,带有它们分泌的化学物质痕迹。

与对照组相比,走在蚂蚁足迹上的蚜虫移动速度比走在未触碰纸上的蚜虫慢约30%。平均而言,它们的扩散速度也较慢,到达培养皿边缘所需的时间更长。蚂蚁的化学物质只影响被蚂蚁饲养的蚜虫种类——第三种没有蚂蚁伙伴的蚜虫则不受影响。

镇静蚜虫也可能以间接的方式阻止它们离开寄主植物。只有当蚁群变得拥挤,个体之间频繁摩擦时,蚜虫才会发育成有翅膀的形态。如果它们被镇静,它们之间的摩擦就会减少,也就更不可能发育成能够飞走的形态。

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你可以说,蚜虫以这种方式回应蚂蚁的化学物质是符合它们利益的;毕竟,这让它们靠近了保护者。但这也有风险,可能会增加蚁群规模,导致寄主植物和蚜虫的健康状况恶化。而且,留在原地会让多代蚜虫容易受到寄生蜂的攻击,而寄生蜂可以避开蚂蚁的攻击。

虽然有蚂蚁保护者对蚜虫有利,但奥利弗认为蚂蚁肯定在操纵这种关系,以从中获得最大的利益。它们可以获得源源不断的蜜露,并且可以将它们的活体粮仓远离竞争对手的地盘。当被驱赶的蚜虫分散时,它们会遵从蚂蚁的意愿,蚂蚁会将个体带到蚁群领地内的新寄主植物上。

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参考文献:Oliver, Mashanova, Cook, Leather & Jansen. 2007. Ant semiochemicals limit apterous aphid dispersal. Proc Roy Soc B doi:10.1098/rspb.2007.1251

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