一只普通的白色蝴蝶幼虫(Pieris rapae)无忧无虑地啃食着卷心菜叶,对它刚刚引发的复杂种间相互作用毫无察觉。卷心菜对幼虫造成的组织损伤感到不满,正在向空气中释放挥发性化合物,希望吸引寄生蜂,例如 Cotesia glomerata。这种寄生蜂将毛虫(例如正在啃食卷心菜珍贵叶子的毛虫)作为其幼虫的孵化器——并成功了。被损伤植物散发出的化合物所吸引,一只雌蜂飞来,找到了毫无反抗能力的毛虫。它用一个针状附属物将卵注入毛虫体内,它的幼虫孵化出来,逐个以毛虫的内脏为食,小心翼翼地选择最不重要的器官,以便让它们的食物尽可能长时间地存活。最后,当幼虫准备化蛹时,它们会钻出毛虫,并通过化学欺骗,说服半死不活的宿主为它们织一个保护性的丝网。植物(如果植物能思考的话)会觉得成功了;它的求救信号阻止了另一只饥饿的毛虫。

然而,正如荷兰科学家所发现的那样,故事并未就此结束。对于 C. glomerata 来说,这是循环报应,因为还有其他寄生蜂以它们为宿主,将卵产在在毛虫体内长大的寄生蜂幼虫中,就像一个寄生的俄罗斯套娃。研究人员发现,这些超寄生蜂(寄生蜂的寄生蜂)也能闻到植物发出的呼叫信号。毕竟,世界很大。需要找到非常特定、小型宿主的寄生虫,通过无需花费大量精力寻找的方式来找到它们是有益的。因此,Cotesia glomerata 和其他以毛虫为宿主的寄生蜂被受损植物释放的化学化合物所吸引是合乎逻辑的。如果它们被吸引,那么寄生于它们的寄生蜂也应该被吸引。因此,该团队通过收集未受损植物、被未感染毛虫损坏的植物以及被已感染寄生蜂幼虫的毛虫损坏的植物的空气,然后将这些气味呈现在超寄生蜂面前,以测试它们是否被吸引,从而检验了这一假设。研究的首席作者 Erik Poelman 博士表示:“不仅毛虫的损伤气味总体上吸引了这些寄生蜂,‘我们发现它们优先探测被感染毛虫损坏的植物散发出的气味。’”这些寄生蜂被感染毛虫造成的损伤吸引的程度几乎是原来的 五倍。“我们对这些结果感到兴奋,因为它们表明超寄生蜂依靠植物、草食动物和寄生蜂之间相互作用的网络来定位它们的宿主。”但是寄生蜂是如何检测毛虫是否被感染的呢?Poelman 和他的团队想找出答案。已知感染会改变毛虫的唾液成分,因此他们取了未感染和感染毛虫的唾液,并将这些气味呈现在寄生蜂面前,但寄生蜂并不在意。因此,尽管感染正在改变毛虫的唾液,但有吸引力的化学物质的变化必须来自植物。然后,他们测试了不同的空气样本中的挥发性化合物,发现被 Cotesia glomerata 感染的毛虫损坏的样本与未被感染毛虫损坏的样本的相似性仅为 40%。感染以某种方式改变了毛虫的唾液,而这反过来又影响了植物被该唾液损坏时释放出的挥发性化合物。这种复杂的相互作用网络使人们对植物化合物最初的作用产生了疑问。尽管它们通常被认为是“求救信号”,但该团队指出,情况可能并非如此。“作者写道:‘尽管植物挥发物可能作为寄生蜂的‘提示’,但它们可能不是植物释放的特定‘信号’(暗示选择性益处)。’‘需要强调的是,挥发物提示可以为许多群落成员提供信息,从而不一定会给植物带来适应度效益。’这些发现也对使用寄生蜂作为生物防治来管理害虫提出了质疑。Cotesia glomarata 已被引入并在许多农业区域故意释放,以控制毛虫,如 Pieris rapae。最近,一些人建议
农民可以通过喷洒受损植物释放的挥发性化合物来吸引更多寄生蜂,从而在不使用杀虫剂的情况下减少害虫种群。但作者认为,这种策略可能并非那么简单明了。“我们的结果表明,超寄生蜂可能寄生高达 55% 的寄生蜂后代,因此可能在寄生蜂种群动态中发挥重要作用,”他们警告说。“在超寄生蜂对 HIPVs 的反应导致寄生蜂大量死亡的情况下,在作物中过度表达草食动物诱导的植物挥发物 [HIPVs] 或田间应用合成寄生蜂吸引剂可能无益于害虫防治。”换句话说,物种之间的相互作用比我们曾经认为的要复杂得多,而且我们不能假设我们可以预测我们的干预措施将如何影响一个群落——这通常是我们尝试使用生物防治机制时遇到的麻烦。我们越是试图操纵物种间的相互作用,似乎就会产生越多的意想不到的后果。研究
Poelman E.、Bruinsma M.、Zhu F.、Boursault A. & et al (2012)。超寄生蜂利用草食动物诱导的植物挥发物来定位它们的寄生蜂宿主。《公共科学图书馆·生物学》,10 (11) e1001435。DOI:10.1371/journal.pbio.1001435.t005
图片:Nina Fatouros,www.bugsinthepicture.com













