天天看點

蟻蛛:動物界的“奧斯卡影帝”

作者:追趕小天才
蟻蛛:動物界的“奧斯卡影帝”

撰文:希梅内斯·納爾遜(Ximena Nelson)

本文作者希梅内斯·納爾遜是紐西蘭坎特伯雷大學動物行為學講師。她研究的方向為動物通訊與認知,重點研究跳蛛和鳥類。

翻譯:陳學新

蟻蛛:動物界的“奧斯卡影帝”

在動物界,“騙子”無處不在。在描述拟态(一個物種在進化過程中模拟另一個物種)的書中就有很多經典的例子,如王蛇模仿珊瑚蛇、食蚜蠅僞裝蜜蜂等。人們可能對跳蛛科中的一個屬——蟻蛛屬的拟态并不熟悉,但是在某些方面,蟻蛛屬的拟态更加令人着迷:它們通過僞裝使自己看起來完全像螞蟻。

蟻蛛屬身體光滑,擁有“加長版”的身材,這讓它們看起來更螞蟻,也明顯分為三部分——頭部、胸部和腹部,但實際上它們和所有蜘蛛一樣隻有兩部分。為了完善僞裝,蟻蛛們用它們的三對後足行走,并将第四對足舉過頭頂,四處擺動以模仿螞蟻的觸角。它們甚至采用螞蟻特有的快速、漂移狀、不停息的運動模式替代蜘蛛通常具有的走走停停的運動模式。這絕對是奧斯卡級别的表演,同時也是該物種成功的秘訣——如今,全世界有200多種蟻蛛在非洲、亞洲、澳洲和美洲的熱帶雨林中繁衍生息。

豐富的物種多樣性使得拟态螞蟻成為最為普遍的拟态形式,但人們對此知之甚少。新的研究正在揭示蟻蛛模拟螞蟻時令人難以置信的複雜性。

蟻蛛通過使自己看起來像别的物種(即有毒的螞蟻)以赢得生存優勢,因為蟻蛛的捕食者會避開這種螞蟻以及相似的物種。但蟻蛛們也會為此付出代價:為了使僞裝更加逼真,它們必須把自己暴露在相當大的危險之下。它們既要躲避天敵,又要避免成為螞蟻的獵物。

以假亂真

經典的拟态理論由英國自然學家亨利·沃爾特·貝茨提出。貝茨認為,若是一個可被捕食的物種僞裝成難以下咽或者完全有毒的種類,潛在的捕食者就會受到欺騙而不去理會它們,這樣僞裝者就有了生存優勢。在貝茨的理論裡,捕食者捕食了難以下咽的物種後,會從這種不愉快的經曆中吸取教訓,盡量避開那些有毒的物種,進而也避開了那些本身無害的拟态者。這一“寄生性”的僞裝被稱為“貝氏拟态”,即一個物種利用了另一個物種的避害機制。

但拟态過程并不像貝茨描述的那麼簡單。例如,有些物種僞裝成另一個物種并不是為了欺騙自己的捕食者進而避免被捕食,而是用來欺騙自己的獵物,通過釋放虛假信号誘捕獵物,進而達到飽餐一頓的目的——這就是所謂的“攻擊拟态”。動物利用拟态的原因是多種多樣的,模拟螞蟻的蜘蛛也許是最好的例子,可以幫助科學家闡釋拟态行為的複雜性以及這種行為的進化根源。

“騙子”的代價

在熱帶雨林中,螞蟻的生物總量超過了所有脊椎動物的總和。螞蟻作為強大的環境塑造者,能對環境裡的其他“居民”産生巨大的影響。是以,它們是被模仿的首選。

蟻蛛“盜用”了螞蟻令人畏懼的名聲——它們采用噬咬或刺叮的方式保衛自己的巢穴。在入侵者可能給蟻群帶來緻死威脅的情況下,這類螞蟻通常可以召集整個群體進行防禦,是以捕食者會明智地選擇避免吃到任何像此類螞蟻的獵物。但對于想要欺騙捕食者的蟻蛛來說,它們必須面對一些真正的危險。比如,它們需要居住在螞蟻旁邊以免捕食者覺得它們不像螞蟻。如果它們被發現是“騙子”,就隻能作為螞蟻的“午餐”了。

和敵人同居一片屋檐下并不是這些模仿螞蟻的蜘蛛們所付出的唯一代價。那些專門吃螞蟻的捕食者——包括其他種類的跳蛛會将它們當作獵物攻擊,而且雄性之間為接近雌性而産生的激烈競争加劇了這種被捕食的風險。然而,狡猾的拟态者能夠主動保護自己免受這些威脅的傷害。當一隻捕食螞蟻的跳蛛意圖接近它時,蟻蛛的表演就開始了:它的前足由正常觸角的姿勢變為舉起狀态,垂直于頭部,盯着另一隻跳蛛一動不動。這種“表演”似乎在傳達這樣一個信号——它是一隻蜘蛛,或者至少不完全是一隻螞蟻。與此類似,當一名科學家(或者其他潛在捕食者)試圖捉住附着在一株植物上的蟻蛛時,蟻蛛也會停止模仿螞蟻,從植物上跳下來,懸在一根絲線上逃之夭夭。

模仿源自基因

要完全弄清楚拟态行為是如何進化出來的以及動物為何要模拟特定形态,科學家首先要知道哪些因素會讓捕食者避開拟态者。早在19世紀,貝茨認為捕食者必須先吃過某種生物的虧,然後才會“長記性”,主動避開這種生物或這種生物的模拟者。但蟻蛛的行為又一次挑戰了傳統觀點——多數跳蛛會出于本能而避免吃到螞蟻和蟻蛛,并不是從失敗的經驗中吸取了教訓。

換言之,進化的力量已經将這種躲避行為“烙印”在了捕食者的“骨子”裡。這很可能是因為,那些不喜歡接近螞蟻的捕食者更有可能生存繁衍下去,它們的基因也是以得以代代相傳,最終那些先天厭惡螞蟻的個體占據了種群的多數,而缺乏這種特性的個體則在進化過程中很快被淘汰了。

探索拟态世界

科學家發現,蟻蛛拟态的複雜性具有警示作用。從蟻蛛的例子中,他們了解到,多種捕食者造就了一個拟态物種。就蟻蛛而言,研究表明除了常見的跳蛛和螳螂,鳥、蜥蜴和青蛙也可能對蟻蛛有影響。對其他生物的研究也暗示,拟态可能涉及嗅覺和聽覺。

科學家目前已經可以采取相關技術研究各種動物的感官體驗。例如可以使用高頻記錄儀,通過可視化的方式看到人類無法聽見的聲音;運用質譜分析技術可以了解螞蟻和它們的拟态者體内的碳氫化合物組成,進而更深入地了解動物體内的生化過程。捕食者和獵物是一對永恒的競争對手,運用這些技術研究拟态和其他自然現象無疑将揭示這些動物在進化過程中形成的非凡博弈政策。

本文由《環球科學》(《科學美國人》中文版)供稿,編者有删改。

更多精彩!歡迎關注“科普中國-科技前沿大師談”官方微信(kjqydst)。

繼續閱讀