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蜜蜂博弈:有吃的还敢大声说?

S.西尔维希耶/编译)在一天的觅食结束后,一只疲惫的工蜂返回巢穴。正在回家的途中,一片花海突然出现在它面前,激动不已的它恨不得立刻通知自己的同伴:这里有鸡肉味嘎嘣脆的花粉和花蜜!但突然,它想到周围可能有“敌人”的探子。如果冒然的散播信息,很可能会被这些“间谍”捷足先登。

如果你是这只工蜂,你会采用怎样的方法来保卫自己的资源不被其他种群袭扰呢?

在数百万年的演化中,许多生物演化出独有的机制,能够使用难于被其他种群理解的交流方式来告知同伴食物的好坏和食物出现的方位。这种方式就好像“悄悄话”一样,只有你想告诉的个体才听得到。这样就确保了关于食物的信息不会外泄。

而相较于“温柔”的悄悄话策略,动物世界中的另一部分种群则采用更为粗暴的方式来捍卫自己的食物:巴西的一些蜜蜂采用了与悄悄话完全相反的策略,在发现自己的食物后,会架起高音喇叭,通过“高喊”的策略宣称自己对食物的主权。它们会告诉潜在的竞争者们:“这些食物受我们控制!入侵者将会受到我们的攻击!”一项近日发表在《当代生物学》杂志上的研究结果表明,这种“纯爷们”的策略在排除外敌来犯方面同样是行之有效的。

《老友记》里的乔伊会大声宣告:“哥不跟人分享食物!”巴西一些无刺蜂在发现食物后也会发出信息素,直接告诉其他蜜蜂:“这有吃的,但别想来分一杯羹!”图片来源:thatslife.gr

这项研究的主要负责人是目前在华盛顿州立大学进行博士后研究工作的埃莉诺·利希滕贝格博士(Elinor Lichtenberg)。她的博士导师,加州大学圣地亚哥分校生物系教授詹姆斯·聂(James Nieh)这样解释自己学生的研究结果:“这是一个亦真亦假的信号,一方面它告诉自己同伴食物的位置,一方面又暗示潜在竞争者它们有强大的保卫力量。”

利希滕贝格博士的研究主要针对无刺蜂属的两种蜜蜂:T. hyalinataT. spinipes。这两种蜜蜂能够分泌化学结构不同的两种信息素来召集同伴觅食。它们的食性相似,因而存在激烈的竞争关系。T. hyalinata经常会派出“间谍”来跟踪T. spinipes,在确定了食物的地点后,T. hyalinata如果能够尽快召集足够的同伴,通常就能够捷足先登“占领”T. spinipes的食物。

T. hyalinata会派出“探子”窃取T. spinipes的觅食信息。图片来源:discoverlife.org

然而利希滕贝格也发现,T. hyalinata会远离经常被T. spinipes访问的食源地(这些地点周围有足够大量属于T. spinipes的信息素),从而避免受到攻击。理论上,派出窃听者的T. hyalinata能够通过召集自己的同伴发动战争,夺取那些经常被T. spinipes控制的食源地。然而,巨大的风险和战争成本使得这类行为在实际上得不偿失。

T. spinipes会通过信息素透露食物的情况,同时也告诫竞争者别贸然来犯。图片来源:维基百科

为了验证这种假设,研究人员使用一种经济学模型来检测该行为中的成本与收益。研究人员假设了“窃听者”T. hyalinata 侵略 T. spinipes、“纯爷们”T. spinipes 侵略T. hyalinata,以及另一种不好斗的无刺蜂Melipona rufiventris 侵略T. spinipes的情形。全部三种情况下的模拟结果都显示,T. hyalinata在现实中采取的策略是最合理的选择。

“相对于跟随窃听者提供的线索倾巢而出,去造访一个已被占领的食源地,这些蜜蜂更优的选择是去寻找和发现那些未被占领的地方,”利希滕贝格解释,“如果跟随窃听者的种群过小而不能赢得那块已被占领的食源地,那么它们就是在浪费时间和能量。就算是同种动物不同群体的相互攻击,冲突也同样有升级的风险。肉搏战一旦爆发,大量的蜜蜂将会不可避免地死亡。”

“我们的研究提供了一个新的角度来看待窃听者种群在动物交流策略演化中的作用。”利希滕贝格说,“此前人们认为,窃听者的存在会促使种群内的交流变得复杂,而我们的结果表明,它们的存在还促进了另一种演化,使那些简单的信息交流表达出更加强硬的意味。”她所发现的蜜蜂“有违常理”的交流方式,提示动物世界中的“窃听者”也许能促使一些种群演化出人们所未曾想到的交流策略。

专注于蜜蜂交流策略进化研究的聂教授指出:“窃听者是动物世界信息网络的一部分,它们在生态系统的演化中扮演着重要角色。”对于蜜蜂和其他类似的授粉昆虫,聂教授补充:“经由信号网络,这些昆虫能够通知同伴哪里有食物,以及什么时候能够食用。研究人员一般认为,对窃听者的防范能够促使种群采用更为晦涩难懂的方式来避免信息的泄露从而促进‘悄悄话’策略的进化。然而在这一研究中,我们发现窃听者同样促进‘放声吼’策略的进化。攻击性较强、食物又很有限的无刺蜂更愿意采用清晰直白的方式来沟通,在告诉同伴的同时警告对手:要抢夺这些食物可能要付出巨大的代价。”

这一研究并不仅仅昭示了动物交流策略的演化方式,也显示了这样的策略对植物种群生态的影响。“交流策略的演化不仅会影响采用该种策略交流的种群,也影响着捕食者与食物之间的相互作用。”利希滕贝格补充说,“这样的作用在我所研究的授粉动物蜜蜂身上尤其明显。毕竟它们的行为方式最终会影响植物的授粉。”(编辑:Calo)

文章题图:维基百科

The End

发布于2014-07-08, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Kim McDonald

加州大学圣地亚哥分校新闻中心撰稿人

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