涨姿势之蚁蛛:动物界中的“奥斯卡影帝”

2016-10-06 19:19:10    所在频道:  知识    来源: 市南科普在线

  在动物界,“骗子”无处不在。在描述拟态(一个物种在进化过程中模拟另一个物种)的书中就有很多经典的例子,如王蛇模仿珊瑚蛇、食蚜蝇伪装蜜蜂等。人们可能对跳蛛科中的一个属——蚁蛛属的拟态并不熟悉,但是在某些方面,蚁蛛属的拟态更加令人着迷:它们通过伪装使自己看起来完全像蚂蚁。

  蚁蛛属身体光滑,拥有“加长版”的身材,这让它们看起来更蚂蚁,也明显分为三部分——头部、胸部和腹部,但实际上它们和所有蜘蛛一样只有两部分。为了完善伪装,蚁蛛们用它们的三对后足行走,并将第四对足举过头顶,四处摆动以模仿蚂蚁的触角。它们甚至采用蚂蚁特有的快速、漂移状、不停息的运动模式替代蜘蛛通常具有的走走停停的运动模式。这绝对是奥斯卡级别的表演,同时也是该物种成功的秘诀——如今,全世界有200多种蚁蛛在非洲、亚洲、澳洲和美洲的热带雨林中繁衍生息。

  丰富的物种多样性使得拟态蚂蚁成为最为普遍的拟态形式,但人们对此知之甚少。新的研究正在揭示蚁蛛模拟蚂蚁时令人难以置信的复杂性。

  蚁蛛通过使自己看起来像别的物种(即有毒的蚂蚁)以赢得生存优势,因为蚁蛛的捕食者会避开这种蚂蚁以及相似的物种。但蚁蛛们也会为此付出代价:为了使伪装更加逼真,它们必须把自己暴露在相当大的危险之下。它们既要躲避天敌,又要避免成为蚂蚁的猎物。

  以假乱真

  经典的拟态理论由英国自然学家亨利·沃尔特·贝茨提出。贝茨认为,若是一个可被捕食的物种伪装成难以下咽或者完全有毒的种类,潜在的捕食者就会受到欺骗而不去理会它们,这样伪装者就有了生存优势。在贝茨的理论里,捕食者捕食了难以下咽的物种后,会从这种不愉快的经历中吸取教训,尽量避开那些有毒的物种,从而也避开了那些本身无害的拟态者。这一“寄生性”的伪装被称为“贝氏拟态”,即一个物种利用了另一个物种的避害机制。

  但拟态过程并不像贝茨描述的那么简单。例如,有些物种伪装成另一个物种并不是为了欺骗自己的捕食者从而避免被捕食,而是用来欺骗自己的猎物,通过释放虚假信号诱捕猎物,进而达到饱餐一顿的目的——这就是所谓的“攻击拟态”。动物利用拟态的原因是多种多样的,模拟蚂蚁的蜘蛛也许是最好的例子,可以帮助科学家阐释拟态行为的复杂性以及这种行为的进化根源。

  “骗子”的代价

  在热带雨林中,蚂蚁的生物总量超过了所有脊椎动物的总和。蚂蚁作为强大的环境塑造者,能对环境里的其他“居民”产生巨大的影响。因此,它们是被模仿的首选。

  蚁蛛“盗用”了蚂蚁令人畏惧的名声——它们采用噬咬或刺叮的方式保卫自己的巢穴。在入侵者可能给蚁群带来致死威胁的情况下,这类蚂蚁通常可以召集整个群体进行防御,因此捕食者会明智地选择避免吃到任何像此类蚂蚁的猎物。但对于想要欺骗捕食者的蚁蛛来说,它们必须面对一些真正的危险。比如,它们需要居住在蚂蚁旁边以免捕食者觉得它们不像蚂蚁。如果它们被发现是“骗子”,就只能作为蚂蚁的“午餐”了。

  和敌人同居一片屋檐下并不是这些模仿蚂蚁的蜘蛛们所付出的唯一代价。那些专门吃蚂蚁的捕食者——包括其他种类的跳蛛会将它们当作猎物攻击,而且雄性之间为接近雌性而产生的激烈竞争加剧了这种被捕食的风险。然而,狡猾的拟态者能够主动保护自己免受这些威胁的伤害。当一只捕食蚂蚁的跳蛛意图接近它时,蚁蛛的表演就开始了:它的前足由正常触角的姿势变为举起状态,垂直于头部,盯着另一只跳蛛一动不动。这种“表演”似乎在传达这样一个信号——它是一只蜘蛛,或者至少不完全是一只蚂蚁。与此类似,当一名科学家(或者其他潜在捕食者)试图捉住附着在一株植物上的蚁蛛时,蚁蛛也会停止模仿蚂蚁,从植物上跳下来,悬在一根丝线上逃之夭夭。

  模仿源自基因

  要完全弄清楚拟态行为是如何进化出来的以及动物为何要模拟特定形态,科学家首先要知道哪些因素会让捕食者避开拟态者。早在19世纪,贝茨认为捕食者必须先吃过某种生物的亏,然后才会“长记性”,主动避开这种生物或这种生物的模拟者。但蚁蛛的行为又一次挑战了传统观点——多数跳蛛会出于本能而避免吃到蚂蚁和蚁蛛,并不是从失败的经验中吸取了教训。

  换言之,进化的力量已经将这种躲避行为“烙印”在了捕食者的“骨子”里。这很可能是因为,那些不喜欢接近蚂蚁的捕食者更有可能生存繁衍下去,它们的基因也因此得以代代相传,最终那些先天厌恶蚂蚁的个体占据了种群的多数,而缺乏这种特性的个体则在进化过程中很快被淘汰了。

  探索拟态世界

  科学家发现,蚁蛛拟态的复杂性具有警示作用。从蚁蛛的例子中,他们了解到,多种捕食者造就了一个拟态物种。就蚁蛛而言,研究表明除了常见的跳蛛和螳螂,鸟、蜥蜴和青蛙也可能对蚁蛛有影响。对其他生物的研究也暗示,拟态可能涉及嗅觉和听觉。

  科学家目前已经可以采取相关技术研究各种动物的感官体验。例如可以使用高频记录仪,通过可视化的方式看到人类无法听见的声音;运用质谱分析技术可以了解蚂蚁和它们的拟态者体内的碳氢化合物组成,进而更深入地了解动物体内的生化过程。捕食者和猎物是一对永恒的竞争对手,运用这些技术研究拟态和其他自然现象无疑将揭示这些动物在进化过程中形成的非凡博弈策略。

相关新闻