长江日报大武汉客户端8月20日讯(记者陈晓彤 通讯员匡敏)大自然中的捕食者有多“聪明”?近日,华中农业大学最新研究发现,有一种蜘蛛能操控并利用萤火虫的发光机制,诱捕更多萤火虫成为“盘中餐”。
这项最新研究由华中农业大学付新华教授团队与湖北大学李代芹教授和张士昶副教授团队联合完成。他们发现,萤火虫通过腹部发光进行种内交流。常见的结网型蜘蛛——大腹园蛛利用这一点,在抓住雄性边褐端黑萤后,通过对其缠绕并注射微量毒素,促使其发出模仿雌性的闪光信号,进行欺骗性的种间交流,从而吸引更多雄性萤火虫落入陷阱。
大腹园蛛在缠绕雄性边褐端黑萤。
8月19日,《科学》杂志、《美国国家地理》、《纽约时报》、《新科学家》等机构评论报道了这一新发现。《科学》杂志对这项研究发表评论称:“这是科学家首次在蜘蛛身上观察到这种‘操纵’行为。”
早在20年前,论文第一作者、中国华中农业大学教授付新华就在野外考察中首先注意到了这一不寻常的现象:雄性萤火虫常常被困于蛛网,而雌性却寥寥无几。这一观察引发了他的好奇心,蜘蛛是否通过某种方式操纵了萤火虫的闪光行为?为证实这一想法,这些年来,研究团队在武汉江夏区进行了多次实验,观察并分析蜘蛛的行为及萤火虫的信号模式。
大腹园蛛向雄性边褐端黑萤注射毒液。
他们发现,当在大腹园蛛的蜘蛛网上放置正常发光的雄性边褐端黑萤时,它会进行典型的操纵行为,并长时间等待;而当科学家将黑萤的发光器涂黑再放到网上,大腹园蛛会将失去利用价值的萤火虫直接取食。此外,当大腹园蛛出现在其蛛网上时,雄性萤火虫被捕获的频率显著增加,且被捕获的雄性萤火虫发出的信号与雌性萤火虫的信号惊人相似,而当这些雄性萤火虫独自处于蛛网中时,它们却很少吸引其他雄性。这表明,并非雄性萤火虫自发改变了闪光信号作为求救,而是大腹园蛛通过特定的行为改变了它们的信号。
大腹园蛛操纵雄性边褐端黑萤并进行诱捕更多的边褐端黑萤。
研究团队分析,尽管结网型蜘蛛的视力较差,但它们能够感知萤火虫的闪光信号,并采取不同的操纵和捕食策略,包括结网缠绕和反复咬伤。蜘蛛的毒素可能会影响萤火虫控制闪光信号的神经系统,使信号发生改变。这种蜘蛛操控萤火虫的行为可能是通过进化形成,这一行为的遗传和保留仍需进一步研究。
付新华告诉长江日报记者,他于2004年首次发现这个现象,并于2010年结识知名蜘蛛专家李代芹教授后,联合开展实验。“其实在2011年,我们就已经有了丰富的实验结果,但稿件被学界拒绝。后续几年,我们又多次开展补充实验,并通过拍照和录像收集大量资料,今年终于被认可并发表。”
大腹园蛛操纵触网的边褐端黑萤雄萤成功诱捕到更多的边褐端黑萤雄萤。
据了解,这项研究不仅展示了动物如何使用间接的动态信号来精准定位猎物,也为自然界中可能存在的其他模仿操纵行为提供了新的视角。研究人员指出,捕食者可能通过模仿声音、信息素或其他交流信号来操纵猎物行为,这一策略在自然界中可能比我们所知的更为普遍。
【编辑:姚昊】