工具使用的行为在动物界中广泛存在,许多动物通过使用工具来获取营养更丰富或者有危险性的食物,从而提高自身或者后代的存活率。当前,关于动物使用工具的主流定义为:动物对可自由操控的外物(即工具)施加控制,目的是通过动态的机械互动,改变另一个物体(即目标,目标可以是工具使用者自身或其他生物)的物理属性,或是调节工具使用者与环境或环境中其他生物之间的信息流动。然而,对工具使用行为的具体功能及进化驱动因素的实验验证工作较少,并且此类研究主要集中在少数相对高智商的脊椎动物类群之中。

在昆虫中,部分类群曾被认为同样具有使用工具的能力,但相关研究多集中在野外观察或封闭空间内的实验。科学家最近发现了一种身怀绝技的昆虫刺客——淡尾食蜂猎蝽。它竟会用无刺蜂的“防御武器”反过来诱捕蜜蜂,上演了一场精彩的“以彼之道还施彼身”!

图1:淡尾食蜂猎蝽的捕食行为

1.蜂胶变诱饵:猎蝽的致命陷阱

无刺蜂是社会性蜜蜂中物种丰富度较高的类群,虽然它们的尾针退化,但可通过主动撕咬、撞击等方式保卫巢群。同时,多数无刺蜂会收集植物胶并加工成蜂胶,将胶滴布置在蜂巢入口周围,利用其粘性与刺激性气味趋避捕食者。但研究人员在野外发现:

· 猎蝽不仅不怕蜂胶,反而主动用前足蘸取胶液;

· 涂胶后大摇大摆靠近蜂巢,专挑守卫蜂下手;

· 涂胶后猎蝽捕食效率提升40%,平均30秒擒获一只蜂。

图2:蜂胶控制实验探究猎蝽使用蜂胶对其捕食的影响

2.科学破案:涂胶竟是“钓鱼执法”

起初科学家猜测猎蝽在伪装气味(化学拟态),但实验揭开更精妙的策略:

· 涂胶后受攻击更多? 蜂胶强化挥发气味吸引蜜蜂

· 蜜蜂专攻涂胶部位? 猎蝽把胶抹在最佳捕食位置

· 为何蜜蜂会中计? 猎蝽模拟了“被困昆虫”信号

就像渔夫用鱼饵吸引鱼群,猎蝽用蜂胶气味诱使守卫蜂飞向自己涂胶的前足——恰好落入其口器攻击范围!

图3:涂胶部位吸引无刺蜂高频攻击从而影响猎蝽捕食效率

3.进化绝技:专食者的生存智慧

这种猎蝽堪称“蜜蜂终结者”:

· 肠道检测显示它们只吃无刺蜂

· 从幼虫到成虫完全依赖蜜蜂为食

· 在长期捕食压力下,进化出工具诱捕战术

图4:蜂胶涂抹前后挥发物变化及猎蝽涂胶行为提高化学信号吸引无刺蜂的示意

4.科学意义:改写昆虫智慧认知

这项发表于《美国科学院院刊》(PNAS)的研究首次通过严格实验证明:

1. 昆虫能主动利用环境物体作为捕食工具

2. 工具使用具有明确的适应性功能

3. 为研究动物智慧进化提供了新模型系统

总结

小小猎蝽颠覆了我们对昆虫智力的认知。在生存压力下,即使没有复杂大脑的生物,也能演化出令人拍案叫绝的生存策略。这项研究不仅揭示了自然选择的精妙,更为我们理解动物行为进化打开了一扇新窗。

相关研究以“Tool use aids prey-fishing in a specialist predator of stingless bees”为题发表于PNAS上。中国农业大学植物保护学院博士研究生陈兆洋、田里副教授为该论文共同第一作者;李虎教授、彩万志教授和中国科学院西双版纳热带植物园汪正威研究员为共同通讯作者。

作者:陈兆洋、汪正威

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