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蝴蝶幼虫的命运取决于是谁第一个发现了它——是它的蚂蚁朋友还是蚂蚁敌人。
20多年前,我还是一名生物学研究生,在墨西哥海沿海平原的圣玛塔火山山脉附近做生态环境研究。圣玛塔火山是一座不活跃的火山,高1750米,位于韦拉克鲁斯市东南方向160千米处。火山斜坡地带的一片不大的松林引起了我的兴趣。
毛虫们都跑到哪里去了?
在这片热带地区工作的头一个月里,我着手揭秘蚬蝶的生命历程。很快,我就掌握了有关这种蝴蝶的许多详细资料。它们生活在群落之中,雌蝶将卵产在一种巴豆植物的叶子上,这种巴豆植物在这儿随处可见,密集处能将地面完全遮盖住。
那天我的运气非常好,一下子就发现了几只蚬蝶幼虫——毛虫。但是,我的运气很快就被风刮走了。我再也没有发现蚬蝶毛虫,连一个茧蛹也没找到,只找到几棵被虫子咬过的巴豆植物,它们显然是被成熟毛虫啃噬的。毛虫们都跑到哪里去了呢?
整个白天,我用手和膝在崎岖不平的地面上爬行,期望能找到大个毛虫,但一无所获。我有些泄气,于是决定进行蝴蝶的人工孵化。我的实验室兼住所是一座茅草房。我将一个三明治塑料盒改造成了育虫室。在我的精心呵护下,蝴蝶的绿色幼虫最终长成又大又肥的毛虫。它们在生长期间一共蜕了六次皮。在第二次蜕皮后,我发现毛虫开始从位于尾部附近的两个孔口里分泌液体,同时在头部附近长出一对能有规律地伸缩的触须一样的器官。此外,一对类似叶片的坚硬结构凸起于毛虫的头部之上,不时地发生颤动。当时我还不清楚这些器官究竟起何作用。室内试验至少证明,小虫子能顺利长成大虫子。那为何我在野外找不到它们呢?
一天,我坐在一棵圆木上吃午饭,一边吃一边琢磨:毛虫为何会神秘消失?我的思路突然被一阵窸窸窣窣的声音打断,声音来自离我不远的一棵巴豆上。我立刻趴到地上,手脚并用地悄悄靠近这棵植物。顺着声音找过去,我惊讶地发现,一只成熟的大毛虫正在啃噬叶子。这个胖乎乎的家伙与我在实验室里培育出来的是同一个种类。
在这只毛虫的周围簇拥着几个红黑色的大蚂蚁。我想伸手去拯救这只陷于危境的毛虫,却发现蚂蚁并没有攻击毛虫的意思,而毛虫也安然自得地嚼咬着它的食物。蚂蚁不时地用触角触碰毛虫,而毛虫则伸伸触须,这时蚂蚁便爬到它的背上,吸吮从它的背部分泌出来的液体。
吃饱喝足后,毛虫顺着巴豆的枝干朝下缓缓爬行,不一会儿便爬进巴豆植株下面的一个地下洞穴内,而我以前从未发现这一秘密。蚂蚁紧跟在毛虫后面,有些蚂蚁干脆就骑在它的背上。当毛虫进入洞穴后。蚂蚁就用泥粒将洞口堵死。一切都消失得无影无踪,地面上看不出任何毛虫曾活动过的迹象。我按捺住激动的心情,迅速检查了附近的巴豆,发现几乎每一棵巴豆下面都有一个地下洞穴,里面住着1-3只毛虫,而且都是大毛虫。与它们住在一起的还有蚂蚁,有些洞穴里面甚至还有蝶蛹。我终于弄明白了毛虫神秘消失的原因,它完全出乎我的意料。
此后数年中我一直在观察蚬蝶、毛虫和蚂蚁,但再也没有在白天看见毛虫出现在地面上,看来它们只是在晚上才从隐藏的地方出来活动。
毛虫分泌的蜜露是蚂蚁的最爱
在随后的研究中,我主要集中在晚上观察毛虫和它们的蚂蚁保镖。晚上,我给手电筒蒙上红色的玻璃纸,因为我担心昆虫会把手电筒射出来的白光错当成黎明时的曙光,从而影响其活动。
当夜幕完全遮蔽大地后,我就带着照相机、三脚架、手电筒等工具潜入森林中,即使是电闪雷鸣、大雨滂沱也未能阻止我的行动。我的神秘活动引起了当地印第安人的好奇,因为他们一般在晚上是不出来活动的,他们甚至怀疑我在偷偷摸摸地搜寻过去西班牙人埋藏的财宝。
通过几年来的研究,我完全弄清了蚬蝶的生命历程和习性。蚬蝶可能是目前已知最复杂的蝴蝶种类之一。蚬蝶的个头不大,色彩斑斓,翅膀上长有褐、橙、白和黑色斑纹。成虫大部分时间都在离地面1至2米的空中飞来飞去,或者展开翅膀贴附在叶子上,充分享受阳光的沐浴。在晴好的天气里,蚬蝶特别喜欢在下午活动,在落日余晖的映衬下,它们相互追逐于花丛中。
蚬蝶成虫主要以巴豆的花蜜为食,这种植物在这里有广泛分布。蚬蝶以小群体形式活动,一个群体包含8~50只蝴蝶,主要集中在阳光充足的山岭地带以及附近的几个印第安村落。
雌虫将卵产在巴豆叶子的背面,孵化出的不起眼的小小绿色幼虫藏在叶子下面,一天到晚不停地啃噬叶子。幼虫孵化期为8~10天。幼虫孵化出来不久就长出一个特别的器官,主要用来召唤蚂蚁伙伴。毛虫后尾附近生有一对腺体,能分泌一种叫“蜜露”的甜蜜分泌物,是蚂蚁最爱吃的甜食。一对类似触须的器官位于头部附近,能释放一种气味芬芳的气体化学信息素,专用来召唤蚂蚁。头部凸起的叶片结构还可以振动,发出微弱的咔嚓声,这种声音人耳听不到,但在一定距离内的其他昆虫可以感觉到。
毛虫是蚂蚁牧放的“奶牛”
在蚬蝶幼虫蜕皮后不久,其头部的特化器官就开始发挥作用,吸引蚂蚁保镖。充当保镖的蚂蚁是一种叫木蚁的蚂蚁,它们因经常在圆木、篱笆桩和房柱上做窝而得名。这种蚂蚁遍布于墨西哥和中美洲的热带森林中。一到夜晚,木蚁便出来四处游荡,寻找甜东西吃,蚬蝶幼虫的蜜露成为它们的最爱。
一只木蚁在晚上觅食时遇到一只毛虫,它用它的触角刺激毛虫的蜜露腺附近部位,毛虫便分泌出_小滴湿乎乎的液体。蚂蚁迫不及待地吸吮这种甜甜的蜜液。不消几分钟,其他蚂蚁也纷纷赶来,大家一起分享这种似乎永远也淌不完的美食。木蚁绝不会伤害毛虫。进餐30分钟后,蚂蚁离开毛虫,来到巴豆植株下面,围着其根部挖一道浅浅的环形洞穴。蚂蚁分批轮流干活,通常会花费数小时,大约在黎明前完工。这种环形洞穴深25~5.0厘米。完工后,蚂蚁们云集在毛虫四周,不断地用触角刺碰毛虫,驱使其朝下缓缓爬行。毛虫发现下面的地下洞穴并爬了进去,这时一些蚂蚁也跟着毛虫爬进洞里,外面的蚂蚁则迅速地用先前挖出来的泥粒将洞口封堵好。从某种意义上说,毛虫就是蚂蚁捕获的“奶牛”,蚂蚁把“奶牛”赶进自己建造的“围栏”内,关上门,“奶牛”就成了它们的私人财产。
黄昏7点左右,洞口处的泥粒被推开,蚂蚁爬了出来,但毛虫仍留在洞内。蚂蚁在巴豆叶子上来回奔走,似乎是在寻找潜在的敌人。为了验证这一猜测,我把几只蜘蛛放在巴豆植株上,结果发现蚂蚁立即蜂拥而上,用强健的下颚死死咬住蜘蛛,并从腹部喷射蚁酸,这种酸性液体闻起来有股醋味。最后,它们将蜘蛛尸体运到地面,抛弃在远离巴豆植株的地方。
巡逻十分钟后,蚂蚁返回地下“牛栏”,用触角使劲刺碰毛虫,将其赶出“牛栏”。在“牧牛人”的引领下,毛虫沿着巴豆植株茎干朝上爬,最后落脚在顶部附近的嫩叶上,开始进食。
整个晚上,毛虫都在不停地咀嚼食物,蚂蚁则始终陪伴左右,在巴豆植株上爬来爬去地巡逻,偶尔停下来吸一口蜜露。毛虫不时地发射信息素并振动叶片结构, 使蚂蚁更加躁动不安和警觉。黎明前,蚂蚁驱赶着它们的“奶牛”走下巴豆植株,进入地下“牛栏”。入口处再次被封死。无论是“奶牛”还是“牧牛人”,呆在“畜栏”内都非常安全。
在整个夏秋季节,这种“放牧”方式很少改变或中断,即使暴雨倾盆也难以阻止它们的行动。地下“牛栏”通常都建在非常利于排水的斜坡地带,因此很少被洪水淹没。
毛虫差不多需要发育两个月,然后就像所有的蝴蝶和蛾的毛虫一样进入化蛹阶段。与蛾毛虫不同的是,蚬蝶毛虫并不将自己封闭在茧内。而是把腹部贴在静物上,皮肤显示出新的结构形式——蛹。最后,昆虫世界最令人惊奇的事情发生了:卑微的毛虫变幻成美丽的蝴蝶。
蚬蝶的变态期一般需要11天,此时蚂蚁仍呆在地下巢穴内,直到9天后,在蚬蝶破壳两天前它们才会离去,这时蚬蝶已基本成型,信息素腺孔萎缩。蚂蚁离开时会将洞口敞开,蚬蝶蜕去蛹皮后,爬出黑暗的地下洞穴,进入阳光明媚的松林。待皮肤干透后,蚬蝶扇动稚嫩的翅膀开始练习飞翔,度过长达一个月的生命最辉煌时期。此时,它可能已忘记为其提供保护的蚂蚁保镖。蚂蚁和毛虫之间的共生关系
有两个问题我一直没有搞清楚:如果将毛虫与蚂蚁分开会发生什么情况?蚂蚁和毛虫之间的这种共生关系能让彼此获益吗?
实验可以解答以上问题。首先,我小心翼翼地打开一个地下“牛栏”,把蚂蚁一个个拿出来,将速干颜料涂在它们的背上。我一共掘开五个地下巢穴。给不同洞穴里的蚂蚁涂上不同的颜料。三天后,我发现所有涂了颜料的蚂蚁要么被没涂颜料的蚂蚁替换了,要么就爬到别的巢穴去了。看来,蚂蚁是轮流担任警卫任务,替换下来的蚂蚁一部分回到地下巢穴。一部分去巡视领地。蚁巢离“牛栏”一般有10多米远。工蚁外出觅食时专门搜寻各种液体食物,如花蜜等,毛虫分泌的蜜露只是其食物来源之一。木蚁的“放牧”行为是它们在与毛虫交往过程中进化出来的一种专化特性。
在接下来的试验中,我将蚂蚁从巴豆植株上摘下来,并在巴豆四周放上网笼以阻止蚂蚁靠近。与“牧牛人”分离后,毛虫不再返回地下巢穴,而是一天到晚都呆在叶子上断断续续地啃噬着。可见,毛虫每天晚上爬上爬下完全是受蚂蚁的驱使。
之后,我又将几只毛虫放在巴豆植株上。由于没有木蚁为其提供保护,毛虫不断遭到一种大个头的淡红色蚂蚁的攻击,这种蚂蚁分布很广,浑身遍布茸毛和棘刺,生性凶猛,贪得无厌,印第安人为其取名“强盗”。人们经常看见这种蚂蚁携带各种昆虫猎物急匆匆地返回其建在树上的巢穴。
我对这种蚂蚁的了解始于几天前,当时我正倚靠在一棵橡树上,拇指忽然被什么东西蜇了一下,一阵钻心的刺痛由手指传遍全身。手指麻木了近24个小时,肿胀了两天。由此可以想象这种伤害对一只毛虫意味着什么。后来我观察到,毛虫被蜇后仅需数分钟便会出现大面积的肌体组织溃烂。
显而易见,木蚁与蚬蝶之间是一种互利关系:蚬蝶毛虫为木蚁提供可口的甜食;作为回报,木蚁为毛虫提供安全保护。生物学家将这种对双方有利的共生关系称为“互利共生”。
人类也是维持蚬蝶生命循环的重要因素
在较冷的冬季和初春季节,木蚁和毛虫的活动会多少发生一些变化。在11月到来年4月之间,夜间温度降到10℃左右,蚬蝶无法再飞,渐渐死去。此时,蚂蚁会在“牛栏”里挖一个垂直隧道,将“牛栏”加深12~15厘米,这样可以提高对冷空气的隔离度。随着天气越来越冷,毛虫和木蚁会变得越来越懒惰,“放牧”时间也越来越短。在非常寒冷时,毛虫不再走出“牛栏”。这时,毛虫由于新陈代谢变慢,完全依赖储存营养维持生存,幼虫期大大延长。
随着春季的到来,气温不断升高,旱季开始了,大部分灌木丛迅速枯萎、变干,这时人类就成为维持蚬蝶生命循环的一个重要因素。一到这个季节,当地人就沿着村落附近的松林小径抛撒火种。松叶和干死的灌木丛成为最好的引火物,火势沿着山脊迅速向下蔓延。当地人每年都要搞一次烧荒活动,目的是清除地面上的杂草,让新草迅速长出来,为他们的牲口提供饲料。
到4月中旬或下旬,蚬蝶毛虫栖息的所有地方都被大火烧遍,但由于此前木蚁已将“牛栏”加深,所以山火对它们几乎毫发无损。大火过后,它们在夜里走出来,寻找新的食源地。越冬毛虫因食物缺乏而被延后的化蛹期重新开启。山火过后仅12天,所有毛虫都变成了蛹。在两周多一点的时间里,在4月下旬或5月上旬,新一代蚬蝶便飞上了蓝天。
蚬蝶一旦长出翅膀,交配期很快就来临了。接着,雌蝶开始在刚从烧焦地面上抽出的巴豆嫩枝上产卵。我发现,雌蝶会本能地避免将卵产在较大、较长的多毛叶上,因为刚出生的幼虫可能无法穿透其毛茸茸的叶面,很可能会被饿死。当地人的春季烧荒和蚬蝶有选择地产卵是确保蚬蝶种群稳定和生存的两个关键因素。随着产卵结束,蚬蝶的一个生命循环也就结束了。
我发现,蚬蝶似乎只在靠近印第安人村庄的一小片松林生活和繁殖。它们为什么不在别处生活呢?这或许是因为它们与木蚁之间有一个共存协议,如果这个协议被打破,毫无疑问,蚬蝶就会立即走向灭绝。
20多年前,我还是一名生物学研究生,在墨西哥海沿海平原的圣玛塔火山山脉附近做生态环境研究。圣玛塔火山是一座不活跃的火山,高1750米,位于韦拉克鲁斯市东南方向160千米处。火山斜坡地带的一片不大的松林引起了我的兴趣。
毛虫们都跑到哪里去了?
在这片热带地区工作的头一个月里,我着手揭秘蚬蝶的生命历程。很快,我就掌握了有关这种蝴蝶的许多详细资料。它们生活在群落之中,雌蝶将卵产在一种巴豆植物的叶子上,这种巴豆植物在这儿随处可见,密集处能将地面完全遮盖住。
那天我的运气非常好,一下子就发现了几只蚬蝶幼虫——毛虫。但是,我的运气很快就被风刮走了。我再也没有发现蚬蝶毛虫,连一个茧蛹也没找到,只找到几棵被虫子咬过的巴豆植物,它们显然是被成熟毛虫啃噬的。毛虫们都跑到哪里去了呢?
整个白天,我用手和膝在崎岖不平的地面上爬行,期望能找到大个毛虫,但一无所获。我有些泄气,于是决定进行蝴蝶的人工孵化。我的实验室兼住所是一座茅草房。我将一个三明治塑料盒改造成了育虫室。在我的精心呵护下,蝴蝶的绿色幼虫最终长成又大又肥的毛虫。它们在生长期间一共蜕了六次皮。在第二次蜕皮后,我发现毛虫开始从位于尾部附近的两个孔口里分泌液体,同时在头部附近长出一对能有规律地伸缩的触须一样的器官。此外,一对类似叶片的坚硬结构凸起于毛虫的头部之上,不时地发生颤动。当时我还不清楚这些器官究竟起何作用。室内试验至少证明,小虫子能顺利长成大虫子。那为何我在野外找不到它们呢?
一天,我坐在一棵圆木上吃午饭,一边吃一边琢磨:毛虫为何会神秘消失?我的思路突然被一阵窸窸窣窣的声音打断,声音来自离我不远的一棵巴豆上。我立刻趴到地上,手脚并用地悄悄靠近这棵植物。顺着声音找过去,我惊讶地发现,一只成熟的大毛虫正在啃噬叶子。这个胖乎乎的家伙与我在实验室里培育出来的是同一个种类。
在这只毛虫的周围簇拥着几个红黑色的大蚂蚁。我想伸手去拯救这只陷于危境的毛虫,却发现蚂蚁并没有攻击毛虫的意思,而毛虫也安然自得地嚼咬着它的食物。蚂蚁不时地用触角触碰毛虫,而毛虫则伸伸触须,这时蚂蚁便爬到它的背上,吸吮从它的背部分泌出来的液体。
吃饱喝足后,毛虫顺着巴豆的枝干朝下缓缓爬行,不一会儿便爬进巴豆植株下面的一个地下洞穴内,而我以前从未发现这一秘密。蚂蚁紧跟在毛虫后面,有些蚂蚁干脆就骑在它的背上。当毛虫进入洞穴后。蚂蚁就用泥粒将洞口堵死。一切都消失得无影无踪,地面上看不出任何毛虫曾活动过的迹象。我按捺住激动的心情,迅速检查了附近的巴豆,发现几乎每一棵巴豆下面都有一个地下洞穴,里面住着1-3只毛虫,而且都是大毛虫。与它们住在一起的还有蚂蚁,有些洞穴里面甚至还有蝶蛹。我终于弄明白了毛虫神秘消失的原因,它完全出乎我的意料。
此后数年中我一直在观察蚬蝶、毛虫和蚂蚁,但再也没有在白天看见毛虫出现在地面上,看来它们只是在晚上才从隐藏的地方出来活动。
毛虫分泌的蜜露是蚂蚁的最爱
在随后的研究中,我主要集中在晚上观察毛虫和它们的蚂蚁保镖。晚上,我给手电筒蒙上红色的玻璃纸,因为我担心昆虫会把手电筒射出来的白光错当成黎明时的曙光,从而影响其活动。
当夜幕完全遮蔽大地后,我就带着照相机、三脚架、手电筒等工具潜入森林中,即使是电闪雷鸣、大雨滂沱也未能阻止我的行动。我的神秘活动引起了当地印第安人的好奇,因为他们一般在晚上是不出来活动的,他们甚至怀疑我在偷偷摸摸地搜寻过去西班牙人埋藏的财宝。
通过几年来的研究,我完全弄清了蚬蝶的生命历程和习性。蚬蝶可能是目前已知最复杂的蝴蝶种类之一。蚬蝶的个头不大,色彩斑斓,翅膀上长有褐、橙、白和黑色斑纹。成虫大部分时间都在离地面1至2米的空中飞来飞去,或者展开翅膀贴附在叶子上,充分享受阳光的沐浴。在晴好的天气里,蚬蝶特别喜欢在下午活动,在落日余晖的映衬下,它们相互追逐于花丛中。
蚬蝶成虫主要以巴豆的花蜜为食,这种植物在这里有广泛分布。蚬蝶以小群体形式活动,一个群体包含8~50只蝴蝶,主要集中在阳光充足的山岭地带以及附近的几个印第安村落。
雌虫将卵产在巴豆叶子的背面,孵化出的不起眼的小小绿色幼虫藏在叶子下面,一天到晚不停地啃噬叶子。幼虫孵化期为8~10天。幼虫孵化出来不久就长出一个特别的器官,主要用来召唤蚂蚁伙伴。毛虫后尾附近生有一对腺体,能分泌一种叫“蜜露”的甜蜜分泌物,是蚂蚁最爱吃的甜食。一对类似触须的器官位于头部附近,能释放一种气味芬芳的气体化学信息素,专用来召唤蚂蚁。头部凸起的叶片结构还可以振动,发出微弱的咔嚓声,这种声音人耳听不到,但在一定距离内的其他昆虫可以感觉到。
毛虫是蚂蚁牧放的“奶牛”
在蚬蝶幼虫蜕皮后不久,其头部的特化器官就开始发挥作用,吸引蚂蚁保镖。充当保镖的蚂蚁是一种叫木蚁的蚂蚁,它们因经常在圆木、篱笆桩和房柱上做窝而得名。这种蚂蚁遍布于墨西哥和中美洲的热带森林中。一到夜晚,木蚁便出来四处游荡,寻找甜东西吃,蚬蝶幼虫的蜜露成为它们的最爱。
一只木蚁在晚上觅食时遇到一只毛虫,它用它的触角刺激毛虫的蜜露腺附近部位,毛虫便分泌出_小滴湿乎乎的液体。蚂蚁迫不及待地吸吮这种甜甜的蜜液。不消几分钟,其他蚂蚁也纷纷赶来,大家一起分享这种似乎永远也淌不完的美食。木蚁绝不会伤害毛虫。进餐30分钟后,蚂蚁离开毛虫,来到巴豆植株下面,围着其根部挖一道浅浅的环形洞穴。蚂蚁分批轮流干活,通常会花费数小时,大约在黎明前完工。这种环形洞穴深25~5.0厘米。完工后,蚂蚁们云集在毛虫四周,不断地用触角刺碰毛虫,驱使其朝下缓缓爬行。毛虫发现下面的地下洞穴并爬了进去,这时一些蚂蚁也跟着毛虫爬进洞里,外面的蚂蚁则迅速地用先前挖出来的泥粒将洞口封堵好。从某种意义上说,毛虫就是蚂蚁捕获的“奶牛”,蚂蚁把“奶牛”赶进自己建造的“围栏”内,关上门,“奶牛”就成了它们的私人财产。
黄昏7点左右,洞口处的泥粒被推开,蚂蚁爬了出来,但毛虫仍留在洞内。蚂蚁在巴豆叶子上来回奔走,似乎是在寻找潜在的敌人。为了验证这一猜测,我把几只蜘蛛放在巴豆植株上,结果发现蚂蚁立即蜂拥而上,用强健的下颚死死咬住蜘蛛,并从腹部喷射蚁酸,这种酸性液体闻起来有股醋味。最后,它们将蜘蛛尸体运到地面,抛弃在远离巴豆植株的地方。
巡逻十分钟后,蚂蚁返回地下“牛栏”,用触角使劲刺碰毛虫,将其赶出“牛栏”。在“牧牛人”的引领下,毛虫沿着巴豆植株茎干朝上爬,最后落脚在顶部附近的嫩叶上,开始进食。
整个晚上,毛虫都在不停地咀嚼食物,蚂蚁则始终陪伴左右,在巴豆植株上爬来爬去地巡逻,偶尔停下来吸一口蜜露。毛虫不时地发射信息素并振动叶片结构, 使蚂蚁更加躁动不安和警觉。黎明前,蚂蚁驱赶着它们的“奶牛”走下巴豆植株,进入地下“牛栏”。入口处再次被封死。无论是“奶牛”还是“牧牛人”,呆在“畜栏”内都非常安全。
在整个夏秋季节,这种“放牧”方式很少改变或中断,即使暴雨倾盆也难以阻止它们的行动。地下“牛栏”通常都建在非常利于排水的斜坡地带,因此很少被洪水淹没。
毛虫差不多需要发育两个月,然后就像所有的蝴蝶和蛾的毛虫一样进入化蛹阶段。与蛾毛虫不同的是,蚬蝶毛虫并不将自己封闭在茧内。而是把腹部贴在静物上,皮肤显示出新的结构形式——蛹。最后,昆虫世界最令人惊奇的事情发生了:卑微的毛虫变幻成美丽的蝴蝶。
蚬蝶的变态期一般需要11天,此时蚂蚁仍呆在地下巢穴内,直到9天后,在蚬蝶破壳两天前它们才会离去,这时蚬蝶已基本成型,信息素腺孔萎缩。蚂蚁离开时会将洞口敞开,蚬蝶蜕去蛹皮后,爬出黑暗的地下洞穴,进入阳光明媚的松林。待皮肤干透后,蚬蝶扇动稚嫩的翅膀开始练习飞翔,度过长达一个月的生命最辉煌时期。此时,它可能已忘记为其提供保护的蚂蚁保镖。蚂蚁和毛虫之间的共生关系
有两个问题我一直没有搞清楚:如果将毛虫与蚂蚁分开会发生什么情况?蚂蚁和毛虫之间的这种共生关系能让彼此获益吗?
实验可以解答以上问题。首先,我小心翼翼地打开一个地下“牛栏”,把蚂蚁一个个拿出来,将速干颜料涂在它们的背上。我一共掘开五个地下巢穴。给不同洞穴里的蚂蚁涂上不同的颜料。三天后,我发现所有涂了颜料的蚂蚁要么被没涂颜料的蚂蚁替换了,要么就爬到别的巢穴去了。看来,蚂蚁是轮流担任警卫任务,替换下来的蚂蚁一部分回到地下巢穴。一部分去巡视领地。蚁巢离“牛栏”一般有10多米远。工蚁外出觅食时专门搜寻各种液体食物,如花蜜等,毛虫分泌的蜜露只是其食物来源之一。木蚁的“放牧”行为是它们在与毛虫交往过程中进化出来的一种专化特性。
在接下来的试验中,我将蚂蚁从巴豆植株上摘下来,并在巴豆四周放上网笼以阻止蚂蚁靠近。与“牧牛人”分离后,毛虫不再返回地下巢穴,而是一天到晚都呆在叶子上断断续续地啃噬着。可见,毛虫每天晚上爬上爬下完全是受蚂蚁的驱使。
之后,我又将几只毛虫放在巴豆植株上。由于没有木蚁为其提供保护,毛虫不断遭到一种大个头的淡红色蚂蚁的攻击,这种蚂蚁分布很广,浑身遍布茸毛和棘刺,生性凶猛,贪得无厌,印第安人为其取名“强盗”。人们经常看见这种蚂蚁携带各种昆虫猎物急匆匆地返回其建在树上的巢穴。
我对这种蚂蚁的了解始于几天前,当时我正倚靠在一棵橡树上,拇指忽然被什么东西蜇了一下,一阵钻心的刺痛由手指传遍全身。手指麻木了近24个小时,肿胀了两天。由此可以想象这种伤害对一只毛虫意味着什么。后来我观察到,毛虫被蜇后仅需数分钟便会出现大面积的肌体组织溃烂。
显而易见,木蚁与蚬蝶之间是一种互利关系:蚬蝶毛虫为木蚁提供可口的甜食;作为回报,木蚁为毛虫提供安全保护。生物学家将这种对双方有利的共生关系称为“互利共生”。
人类也是维持蚬蝶生命循环的重要因素
在较冷的冬季和初春季节,木蚁和毛虫的活动会多少发生一些变化。在11月到来年4月之间,夜间温度降到10℃左右,蚬蝶无法再飞,渐渐死去。此时,蚂蚁会在“牛栏”里挖一个垂直隧道,将“牛栏”加深12~15厘米,这样可以提高对冷空气的隔离度。随着天气越来越冷,毛虫和木蚁会变得越来越懒惰,“放牧”时间也越来越短。在非常寒冷时,毛虫不再走出“牛栏”。这时,毛虫由于新陈代谢变慢,完全依赖储存营养维持生存,幼虫期大大延长。
随着春季的到来,气温不断升高,旱季开始了,大部分灌木丛迅速枯萎、变干,这时人类就成为维持蚬蝶生命循环的一个重要因素。一到这个季节,当地人就沿着村落附近的松林小径抛撒火种。松叶和干死的灌木丛成为最好的引火物,火势沿着山脊迅速向下蔓延。当地人每年都要搞一次烧荒活动,目的是清除地面上的杂草,让新草迅速长出来,为他们的牲口提供饲料。
到4月中旬或下旬,蚬蝶毛虫栖息的所有地方都被大火烧遍,但由于此前木蚁已将“牛栏”加深,所以山火对它们几乎毫发无损。大火过后,它们在夜里走出来,寻找新的食源地。越冬毛虫因食物缺乏而被延后的化蛹期重新开启。山火过后仅12天,所有毛虫都变成了蛹。在两周多一点的时间里,在4月下旬或5月上旬,新一代蚬蝶便飞上了蓝天。
蚬蝶一旦长出翅膀,交配期很快就来临了。接着,雌蝶开始在刚从烧焦地面上抽出的巴豆嫩枝上产卵。我发现,雌蝶会本能地避免将卵产在较大、较长的多毛叶上,因为刚出生的幼虫可能无法穿透其毛茸茸的叶面,很可能会被饿死。当地人的春季烧荒和蚬蝶有选择地产卵是确保蚬蝶种群稳定和生存的两个关键因素。随着产卵结束,蚬蝶的一个生命循环也就结束了。
我发现,蚬蝶似乎只在靠近印第安人村庄的一小片松林生活和繁殖。它们为什么不在别处生活呢?这或许是因为它们与木蚁之间有一个共存协议,如果这个协议被打破,毫无疑问,蚬蝶就会立即走向灭绝。