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數(shù)千只幼蟲分工合作,將毛毛蟲的身體掏空

 菌心說 2021-07-08
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很多人問我,為什么你一個整天拍螃蟹的卻叫張小蜂?這個名字還要追溯到2012年,我剛剛到中國科學(xué)院動物研究所工作,我的合作者張彥周老師是做跳小蜂分類的。那時的我別說跳小蜂,對昆蟲都一知半解。

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無收腰的棒角黑毛三節(jié)葉蜂 | 張小蜂

為了盡快上手開展分類工作,我認(rèn)真閱讀了楊忠岐先生翻譯的《膜翅目》一書,了解蜂類的基本分類和生物學(xué)習(xí)性等知識。每天大多數(shù)時間都在分揀標(biāo)本,將它們按科一級分門別類。這樣的工作持續(xù)了足足三個月之久,我終于能大致分清膜翅目的每個科,尤其是主要研究對象跳小蜂到底長什么樣子了。張小蜂這個綽號由此而生。

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有明顯收腰的黃柄壁泥蜂 | 張小蜂

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種類豐富的跳小蜂

說到“蜂”,大家腦海中最先想起的肯定是蜜蜂、馬蜂或胡蜂等常見的類群吧。在分類上,蜂類屬于昆蟲綱膜翅目,這是一個非常龐大的家族,包括螞蟻在內(nèi)都是這個家族的成員。膜翅目家族可以分為兩個亞目,廣腰亞目(胸部與腹部之間沒有明顯收腰的葉蜂、樹蜂等,大多為植食性)和細(xì)腰亞目(胸部與腹部之間有明顯收腰的胡蜂和螞蟻等)。

細(xì)腰亞目又分為寄生部和針尾部,前面提到的馬蜂胡蜂這些耳熟能詳?shù)拿志投际轻樜膊康某蓡T,它們的共同特點是雌性產(chǎn)卵針特化為毒針,完全失去了原始的產(chǎn)卵功能。而寄生部的成員名如其名,大多以寄生其他昆蟲或無脊椎動物為生。

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豐富多彩的小蜂總科 | Heraty et al. / Cladistics (2013)

跳小蜂就是寄生部小蜂總科跳小蜂科的成員,它們大多數(shù)體長僅有一兩毫米,雖然個頭不大,在體視顯微鏡下觀察,許多種類還擁有著和甲蟲一樣的金屬光澤,非常美麗。跳小蜂科全世界已知近500屬、超過4000種。它們的寄主范圍非常廣泛,包括半翅目、鞘翅目、鱗翅目、雙翅目等,甚至還有寄生蜱螨等蛛形綱的種類。今天物種日歷的主角——佛州多胚跳小蜂Copidosoma floridanum則以寄生鱗翅目的昆蟲為主。

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佛州多胚跳小蜂雄性 圖源:https:///node/view/926800 | Louis-Léopold Boilly / Wikimedia Commons

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會分裂的胚胎

佛州多胚跳小蜂雌性體長僅有1毫米左右,雄性比雌性略小。成年的佛州多胚跳小蜂壽命不超過半個月,它們要在這不長的余生中完成一生中最重要的事情:延續(xù)后一代。

與其他昆蟲不一樣,它們的后代既不吃植物的葉子或根莖,也不會主動捕食其他小動物,而是要靠取食寄主的淋巴、體液等為生。為了能讓后代一出生便能輕易的吃到第一口飯,雌性的佛州跳小蜂會依靠三個主要步驟完成產(chǎn)卵。

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正在產(chǎn)卵的佛州多胚跳小蜂 | Max E. Badgley 

首先是寄主植物搜索。別看它的觸角毫不起眼,上面卻布滿各種感受器,可以嗅到寄主愛吃的植物所散發(fā)出的信息素,減少搜索范圍。在確定一塊區(qū)域存在寄主愛吃的植物后,第二步便是尋找寄主。它在植物上四處爬行,一邊爬行一邊不斷地用觸角啪打,繼續(xù)鎖定寄主位置。一旦找到寄主,最重要的一步寄主確認(rèn)即開始。什么是寄主確認(rèn)呢?

跳小蜂找到寄主后并不會馬上產(chǎn)卵,畢竟寄主也有肥有瘦,甚至有的已經(jīng)被其他先來者寄生過了。它繼續(xù)用觸角拍打寄主,確定它是否足夠肥美,是否已經(jīng)被其他寄生蜂產(chǎn)過卵等,確保選擇一個最合適產(chǎn)卵的寄主。不同的跳小蜂寄生寄主的階段并不一樣,有寄生幼蟲的,有寄生蛹的,有的則跨其寄生,而佛州多胚跳小蜂則直接將自己的卵產(chǎn)于寄主的卵內(nèi)。

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多胚小蜂的生活史 | Takuma Sakamoto et al. / BMC Genomics (2020)

佛州多胚跳小蜂產(chǎn)下的卵并不會馬上孵化,畢竟卵的營養(yǎng)有限。它的卵要等到寄主的卵孵化成幼蟲,并長到老熟幼蟲時才孵化。最神奇的事情在此時發(fā)生。雖然佛州多胚跳小蜂只產(chǎn)了一枚卵,但這枚卵在寄主變成幼蟲后便開始內(nèi)部繼續(xù)分裂,并因此產(chǎn)生多個胚胎,這也是多胚跳小蜂一名的由來。

這些胚胎就像一串葡萄一樣,每一個胚胎都可以發(fā)育成一只幼蟲,并依賴寄主為食。但寄主的個頭就那么大,資源是有限的。為了保證資源足夠利用,這些幼蟲又會同時進(jìn)行對內(nèi)及對外的屠殺。

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分工合作的幼蟲

首先,在胚胎剛剛孵化初期,一部分胚胎會發(fā)育成士兵體,這些個體并不會長大成蜂,它們的任務(wù)就是為了清理多余的同類。

佛州多胚跳小蜂的寄主以體型中大的鱗翅目夜蛾科為主,又肥又大的肉蟲子不但被捕食者所青睞,其他寄生蜂也對它虎視眈眈,如很多姬蜂科的種類也以會寄生鱗翅目幼蟲。這個時候,多胚跳小蜂的幼蟲又要面臨外敵對資源的瓜分。于是,新的一批大個頭的士兵體出現(xiàn),它們的任務(wù)不再對內(nèi),而是專門負(fù)責(zé)清理消滅像姬蜂幼蟲這些外來的敵人。

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兩種形態(tài)的幼蟲,左為士兵幼蟲,右為繁殖幼蟲 | David M. Donnell et al. / PNAS (2004)

直到有一天,真正能夠長大成蜂的繁殖體發(fā)育成熟,士兵體也完成了自己的使命,連同身體已經(jīng)被掏空的寄主一同死去。寄主的軀殼成為跳小蜂天然的庇護(hù)所,它們在這里化蛹,并最終將這層軀殼咬破,變成一只成年的佛州多胚跳小蜂。

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宿主體殼內(nèi)充滿發(fā)育成熟的佛州多胚跳小蜂 | Silvia Mecenero / Wikimedia Commons

雄性的跳小蜂較雌性壽命更短,它們通常會早于雌性羽化,之后便在附近靜待雌性羽化。雌性一旦羽化出蜂,在邊上守候多時的雄性便會蜂擁而上與它交配。

交配后卵并非立即受精,而是被儲存于雌性的納精囊中,雌性在產(chǎn)卵是根據(jù)需要選擇是否讓卵受精。受精卵將發(fā)育為雌性,而未受精卵則發(fā)育為雄性。雌性的多胚跳小蜂通常在同一寄主內(nèi)同時產(chǎn)下一枚受精卵和一枚未受精卵,以保證后代雌雄。但通常雌性幼蟲較雄性更強壯,它們會殺死自己的兄弟,以留出更多營養(yǎng)資源,因此最終羽化出來的雄性比例通常要小于雌性。

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被跳小蜂幼蟲榨干后的宿主 | 英國倫敦自然博物館

佛州多胚跳小蜂的寄主非常廣泛,包括粉紋夜蛾(Trichoplusia ni)、銀紋梳夜蛾(Ctenoplusia agnata)、丫紋夜蛾(Autographa gamma)等是胡蘿卜、大豆等主要農(nóng)作物的害蟲,因此常被作為天敵昆蟲引入其他區(qū)域用于生物防治,也因此成為分布最為廣泛的一種跳小蜂。即便如此,生活中我們幾乎難以察覺到它們的存在。畢竟,包括跳小蜂在內(nèi)的小蜂總科成員由于它們體型極其微小,再加上隱秘的寄生生活,還有更多的種類有待發(fā)現(xiàn)。

雖然我現(xiàn)在不在做跳小蜂分類了,但小蜂專家Girault的那句話卻總時刻提醒著我,這個世界或許比我們想象的更加豐富多彩——“Some Gem-like or Marvellous Inhabitants of the Woodlands Heretofore Unknown and by Most Never Seen nor Dreamt of.(林地上寶石般的居民,為大多數(shù)人從未見過且從未夢到過)”。

感謝張彥周老師對本文專業(yè)上的把關(guān)。

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寄生生活

日本海裂頭絳蟲

紅火蟻的克星

惡魔真菌


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今天給大家推薦的是中華蜜蜂胸針。

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中華蜜蜂apis cerana是原產(chǎn)于我國的蜜蜂種類,在遼闊的中國土地上都能看到它們的身影。

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東方蜜蜂。圖片:Rushenb / wikimedia commons

作為有花植物的主要傳粉者,勤勞的蜜蜂如同小小的齒輪,在漫長的歷史中推動著自然改變、演化和前進(jìn)。

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這款胸針是鋅合金材質(zhì),采用磨石琺瑯和透明琺瑯的填色工藝,黑黃相間的蜜蜂趴在滴著蜜的蜂巢上,十分甜美可愛。

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小小的蜜蜂胸針,無論是點綴衣領(lǐng)還是裝飾背包都足夠精美。

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超“甜美”蜜蜂胸針

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