来源:Frontiers in Zoology 发布时间:2018/12/17 14:54:28
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杀也杀不尽的蚜虫,还喜欢玩叠叠乐? | BMC Journal

论文标题:Standing on the shoulders of giants: young aphids piggyback on adults when searching for a host plant

期刊:Frontiers in Zoology

作者:Moshe Gish and Moshe Inbar

发表时间:2018/12/06

数字识别码:10.1186/s12983-018-0292-7

原文链接:https://frontiersinzoology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12983-018-0292-7?utm_source=other&utm_medium=other&utm_content=null&utm_campaign=BSCN_2_DD_Article_Scinet

微信链接:https://mp.weixin.qq.com/s/N00V8QffbMQRDsw8f_9nOw

你观察过植物上密密麻麻的蚜虫们么?昆虫生态学家Moshe Gish观察到,小蚜虫们总喜欢扒在成年蚜虫身上,搭顺风车安全快速地移动;而成虫们却总在想方设法地把“小屁虫儿们”从身上弄下去。

最近,他把自己的观察研究以“Standing on the shoulders of giants: young aphids piggyback on adults when searching for a host plant(在巨蚜的肩膀上觅食)”为题发表在了Frontiers in Zoology上。来听听他如何解读自己的发现。

图片来源:Stav Talal

人与蚜虫的战争可以追溯到史前农业发展之初。这些微小却贪婪的植物汁液吸食者们无法对人造成直接伤害,却可以杀死人类栽培的植物,弄伤精选培育的庄稼,并把植物病毒传向世界各地。在科技发达的如今,为什么我们每年还会因为这些小虫子损失数以万计的粮食呢?

答案非常简单:这个世界上有超过5000种蚜虫,而它们的御敌技巧已经被打磨演练过两亿多年。自然选择留下了每一代蚜虫中的最强者,而漫长的演化使留存下来的这些蚜虫成为了有着非凡生存技巧的超级害虫。

比如,蚜虫的繁殖量惊人,在一些物种中,雌性蚜虫可以每两个小时就生产一次。更糟糕的是,它们从出生就已经怀有身孕。这些蚜虫放弃了卿卿我我的“男女私情”,在整个春夏都只生出可以孤雌繁殖的雌性个体,省略了等待性成熟和怀孕的过程。一只虫就是一条蚜虫生产线。

此外,许多蚜虫物种在监测敌情和伺机逃跑方面的本事也令人佩服。蚜虫的天敌包括各种食虫者和寄生虫,不少以植物为食的哺乳动物也是它们的敌人。于是,一些蚜虫可以感知觅食中的哺乳动物呼吸时的温度和湿度,并在自己所在的植株被吃到之前弃株逃走。这样的“大逃亡”过后,往往有许多不同年龄段的蚜虫在地面疾走,它们要在自己被饿死或被诸如蚂蚁这样的地面捕食者吃掉前找到新的植株。

成年的豌豆蚜十分敏捷,它们有能力通过落叶、细枝、岩石、土块、地表裂缝等常见的地面障碍。但对于新生的小蚜虫来说,在地面上行走却是一项艰难的挑战。碎石和细缝对小蚜虫来说就像是巨峰和峡谷一样难以逾越,于是这些小家伙们选择爬到成虫身上直到自己找到合适的新植株。那么这些小虫具体是如何从这样的“搭车”行为中获益的呢?

为了进一步了解蚜虫的“搭车行为”,我们用纸搭建了一个简易的模拟环境,在实验中发现,有成虫加持时的年幼蚜虫找到新植株的速度比自己走的年幼蚜虫快4倍还多。当地面环境附加有碎石和植物碎屑时,这种速度的差异更加显著。趴在成虫背上找到新植株的蚜虫会直接“下车”,重新开始进食。

我们的实验并没有发现借助成虫有利于年幼的蚜虫们在一定距离内判断新的植株是否合适依附。但这是否说明成熟的蚜虫与年幼的蚜虫相比,在判断植株方面没有优势呢?不尽然。研究人员在将实验结果推导向现实世界时千万要小心,我们还需要更多后续实验来研究这个问题。

有趣的是,我们发现成虫们并不喜欢被趴上。我们观察到成虫们总是在试图将小虫们抖下来,尤其是当好几只年幼蚜虫叠在它们身上的时候。叠趴的小虫会减慢成虫移动的速度,因此成虫们往往会抖到背上只有一只小虫后才开始行动。

此外,我们还检验了这种成虫与小虫之间的互动频率与亲缘关系是否相关,结果发现这两者之间没有关联。因此,这样的顺风车行为并不是蚜虫们表达“母爱”的特殊形式。

我们的结论是,当蚜虫们发现食植哺乳动物靠近时,会纷纷离开植株,年幼的蚜虫会在落地后迅速寻找成虫趴上去。相应的,成年蚜虫们会尽它们所能的带着自己带得动的小虫离开。能够留在成虫身上的小虫将从成虫们在自然地面上快速移动的能力中获益。

这一蚜虫生态领域的新发现虽然不能直接指向杀灭蚜虫的新方法,却有助于我们更好地了解这些狡猾老练的小家伙们。也许,在我们与蚜虫斗争的漫漫长路上,可以在此稍作休息,玩味一下演化的神奇(虽然它导向了如此令人讨厌的麻烦精们)。

摘要:

Background

Upon the detection of imminent peril, pea aphids (Acyrthosiphon pisum) often drop off their host plant. Dropping in response to insect enemies is intermittent in nature, but when a mammalian herbivore feeds on their host plant, a large mixed-age group of aphids usually drops off the plant at once. Aphids that reach the ground are confronted with new, hostile environmental conditions and must therefore quickly walk toward a suitable host plant. The longer it takes an aphid to reach a host plant, the more it is exposed to the risks of starvation, desiccation and predation.

Results

We found that young nymphs, which have limited mobility and high mortality on the ground, quickly climb on conspecific (not necessarily parental) adults and cling to them before the latter start walking in search of a plant. This “riding” behavior is likely to be adaptive for the nymphs, for it shortens their journey and the time they spend off a host plant. Adults however, seem to be irritated by the riding nymphs, as they often actively try to remove them.

Conclusions

After dropping from the host plant, young aphid nymphs travel at least part of the way back to a plant on the backs of adults. For the riding behavior to take place, nymphs need to successfully find adults and withstand removal attempts.

阅读论文全文请访问:

https://frontiersinzoology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12983-018-0292-7?utm_source=other&utm_medium=other&utm_content=null&utm_campaign=BSCN_2_DD_Article_Scinet

期刊介绍:

Frontiers in Zoology (https://frontiersinzoology.biomedcentral.com/, 3.627 - 2-year Impact Factor, 3.782 - 5-year Impact Factor) is an open access, peer-reviewed online journal publishing high quality research articles and reviews on all aspects of animal life.

(来源:科学网)

 
 
 
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