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“屠夫”胡蜂為何迷戀大百部的種子？ 文章來源:昆明植物園 | 發(fā)布時(shí)間：2019-05-22 | 作者:陳智發(fā)，陳高 | 瀏覽次數(shù)： | 【打印】 【關(guān)閉】 叢林里危機(jī)四伏。一只螞蟻把觸角往外探了探，它把身子埋在兩片巨大的葉片中間，警惕地環(huán)視著周圍。誘人的味道吸引著它，食物似乎觸手可及，但它深知在這個(gè)充滿殺戮的叢林里必須時(shí)刻小心。 果然，一個(gè)巨大的黑影從空中快速靠近，它振翅時(shí)發(fā)出的轟鳴聲震耳欲聾，劃過這片密密的葉叢。原來是有“屠夫”之稱的昆蟲粉碎機(jī)——胡蜂！它遠(yuǎn)遠(yuǎn)就聞到了“獵物”的氣味。胡蜂一個(gè)急停，繞著目標(biāo)飛了幾圈后快速撲過去，“咔，咔”幾聲，就把毫無反抗的“獵物”帶走了。 螞蟻慶幸自己沒有暴露，不然現(xiàn)在喪命的可能就是自己。它悄悄地循著黑影飛去的方向爬了過去。 胡蜂的這次“狩獵”看起來比較順利，這么容易到手的食物可不是每天都有的，得趕緊帶回家去。它停在樹枝上撕咬“獵物”，把“頭”“腿”“腹”等不重要的部分卸掉，把好吃的“胸部肌肉”揉捏成“肉團(tuán)”，該返航了。 追蹤胡蜂的螞蟻?zhàn)叱鋈ゲ痪?，突然，什么東西從空中砸了下來。螞蟻嚇了一跳！仔細(xì)一看卻欣喜若狂：雖然“獵物”沒剩下多少，但被胡蜂丟棄的殘骸部分也夠大吃一頓了。于是螞蟻興沖沖地把食物拖回了自己的巢穴。 轉(zhuǎn)眼間冬去春來，在胡蜂和螞蟻丟棄獵物“殘?jiān)钡摹奥窆堑亍?，一株植物幼苗破土而出。這就是本文要講的故事：植物大百部（Stemona tuberosa）、胡蜂和螞蟻之間一種有趣的互利共生關(guān)系。 種子傳播的好幫手——螞蟻 對于植物來說，把種子傳播出去有兩個(gè)好處：一，避免被愛吃種子的動(dòng)物一網(wǎng)打盡或因植株得病而全軍覆沒，同時(shí)減少幼苗間的競爭；二，散播出去的種子可以開拓新領(lǐng)地。因此，絕大多數(shù)幫助種子傳播的動(dòng)物會(huì)得到優(yōu)厚的回報(bào)。
（大百部的傳播體（蒴果）很像某種蜂的巢穴） （黃腳胡蜂像攻擊獵物一樣叮咬大百部的蒴果） （胡蜂咬掉一個(gè)大百部的蒴果（油質(zhì)體+種子）
（胡蜂在其他地方對咬掉的蒴果進(jìn)行加工，行為類似將昆蟲尸體做成“肉團(tuán)”）
（幾種不同的胡蜂攻擊大百部的蒴果） 以水果為例，它們散發(fā)著誘人的香味且色彩鮮艷，好像在說：“快來吃我吧！”就這樣，香甜誘人的果實(shí)被吃掉，種子被動(dòng)物通過排泄的方式帶到其他地方并落地生根，糞便也成了最好的肥料。這樣的種子傳播方式可稱為“花枝招展”型，跟五光十色的花朵吸引蜜蜂、蝴蝶前來傳粉有異曲同工之妙。 那些不那么顯眼的植物是否也有這樣的技能呢？研究表明，全球有超過1.1萬種植物的種子是依靠螞蟻傳播的。這一數(shù)據(jù)非常驚人，相當(dāng)于每30種種子植物中就有1種依靠螞蟻來傳播。在豐收的季節(jié)，想必很多人見過一群群螞蟻扛著谷子和麥粒在田間忙碌的樣子。小小螞蟻力量大，但它們也不會(huì)白干活。很多植物的種子上會(huì)附著營養(yǎng)豐厚的“贈(zèng)品”當(dāng)作酬勞，這種附屬物就是油質(zhì)體。 看起來、聞起來、吃起來都像“肉” 上文故事里的胡蜂和螞蟻就是被大百部種子上的油質(zhì)體吸引來的。要知道，肉食性的胡蜂竟然“放下屠刀”取食種子，這非常特別。實(shí)際上，到目前為止，全球類似的現(xiàn)象僅見于4種被子植物中。第一種是一種小檗科植物（Vancouveria hexandra），佩爾麥爾（Pellmyr）將其記錄為趣聞異事，沒有深入探索。第二種是延齡草（Trillium ），科學(xué)家發(fā)現(xiàn)胡蜂會(huì)有一定概率搬運(yùn)延齡草的種子。第三種是大名鼎鼎的瑞香科植物土沉香（Aquilaria sinensis），我們曾開展過初步研究。第四種就是今天的主角百部科的大百部（對葉百部）了，我們對其進(jìn)行了深入的研究。 其實(shí)，胡蜂并沒有改變天性。通過觀察我們發(fā)現(xiàn)，胡蜂遇到成熟的大百部種子后，就會(huì)像真正捕獵時(shí)那樣強(qiáng)力沖擊、瘋狂撕咬，并試圖殺死這個(gè)“獵物”。大自然是神奇的，大百部種子上掛著一個(gè)附屬物，多粒種子構(gòu)成的蒴果在胡蜂看起來就像真正的獵物或誘人的小型蜂巢。更重要的是，這個(gè)油質(zhì)體散發(fā)出了胡蜂喜愛的味道，太像美味的蟲子了。
（虎頭蜂在叮咬大百部的蒴果） （黃腳胡蜂正在叮咬大百部的蒴果） （三只胡蜂正在爭搶大百部蒴果） （胡蜂在其他地方對咬掉的傳播體 進(jìn)行加工，它用大顎叼住一大塊油質(zhì)體，旁邊是被它丟棄的還連帶著少量油質(zhì)體的種子） 據(jù)研究，大百部的油質(zhì)體不僅聞起來像胡蜂的獵物，吃起來味道也像，難怪胡蜂傻傻分不清，稀里糊涂地把這些種子當(dāng)成了獵物。胡蜂捕食昆蟲時(shí)會(huì)在半路把昆蟲的頭、腳等不吃的部位丟掉，只留下肌肉多的部位，并咀嚼搓揉成肉丸，再帶回巢穴飼喂幼蟲。胡蜂獲得大百部的種子后，也同樣把它當(dāng)成了獵物來處理：種子外面的油質(zhì)體大部分被搓揉成“肉團(tuán)”帶回蜂巢，種子及剩余的附屬物被當(dāng)作蟲子的頭、腳等部位半路就扔掉了。 我們發(fā)現(xiàn)，只有約1.7%的大百部種子會(huì)被帶回蜂巢，其他絕大多數(shù)都在途中被拋棄了。這是為什么呢？第一，油質(zhì)體的含水量遠(yuǎn)高于種子，可達(dá)86%。第二，油質(zhì)體的蛋白質(zhì)、可溶性糖分和微量元素等含量遠(yuǎn)高于種子，而種子的含油量較高。第三，也是最重要的一點(diǎn)，油質(zhì)體的總氨基酸含量是種子的27.3倍，其中，谷氨酸含量是種子的3倍，組氨酸含量是種子的272.8倍，甘氨酸、胱氨酸和絡(luò)氨酸含量也都至少是種子的50倍。第四，油質(zhì)體的不飽和脂肪酸含量較高，種子的飽和脂肪酸更多。再加上種子外有一層堅(jiān)固的硬殼，對于胡蜂而言，油質(zhì)體咬起來味美多汁、營養(yǎng)豐富，種子卻難以下咽，不如省點(diǎn)力氣，一棄了之。
（胡蜂攻擊性傳播大百部種子的潛在原因及其可能的生態(tài)意義） 螞蟻撿拾被胡蜂舍棄種子的有趣行為 大百部種子上油質(zhì)體的氣味不但吸引了胡蜂，也讓螞蟻趨之若鶩。如果用胡蜂丟棄的大百部種子去飼喂螞蟻，還有油質(zhì)體殘存的種子很快就把螞蟻吸引了過來，并被積極地搬運(yùn)回巢。但若是僅提供種子，沒有油質(zhì)體，螞蟻就不會(huì)去搬運(yùn)。我們在野外觀察發(fā)現(xiàn)，至少有8種螞蟻對胡蜂丟棄的種子感興趣，并把種子帶回巢穴。這種模式類似于非洲大草原上肉食動(dòng)物的等級制：首先獅子把大型動(dòng)物捕殺并吃掉主要部分，然后胡狼和禿鷲等小型“機(jī)會(huì)主義者”如影隨形，撿食殘羹剩飯，一點(diǎn)兒都不浪費(fèi)食物。 這種取食模式是有好處的。研究發(fā)現(xiàn)，胡蜂丟棄種子處距離母樹達(dá)到了驚人的110.7米。當(dāng)然，胡蜂丟棄種子的地點(diǎn)具有更大的隨機(jī)性，可以在樹上，也可以是石頭上，還可以在水里。雖然螞蟻搬運(yùn)種子的距離僅有約1.6米，但埋藏種子的地點(diǎn)更重要，因?yàn)橥寥朗亲匀唤缰兄参锷L發(fā)育所必需的。螞蟻的巢穴通常修建在地下，它們吃完種子上殘留的油質(zhì)體后，就會(huì)把種子丟棄在巢外營養(yǎng)豐富的垃圾場或保存在巢穴中。這些被遺棄的種子遇到適宜的條件就會(huì)生根發(fā)芽，長成一棵新的植株。
（被胡蜂丟棄的剩余少量油質(zhì)體的種子可以被螞蟻再次搬運(yùn)） 結(jié)語 提供報(bào)酬和獲得利益是動(dòng)植物協(xié)同演化的永恒主題，大百部與胡蜂和螞蟻之間這種互利共生關(guān)系是很少見的。盡管目前我們還沒有詳細(xì)量化胡蜂和螞蟻取食油質(zhì)體獲得的適合度（即分別獲得多少好處），但胡蜂和螞蟻的確從中獲得了一定的報(bào)酬。在植物演化過程中，如果油質(zhì)體太小，不足以吸引胡蜂前來“捕殺”，那么，螞蟻的力量既不容易咬斷單個(gè)“獵物”，也會(huì)因?yàn)橹参餂]留下太多報(bào)酬而沒有動(dòng)力搬走種子，故對于種子傳播是不利的。但若油質(zhì)體太大，大百部分配給種子的營養(yǎng)必然受到限制，同樣不利于植物繁衍后代。因此，種子和附屬物的能量分配比例是長期以來自然選擇的結(jié)果，真可謂：世間萬物，沒有無緣無故的演化。 （責(zé)任編輯：李雪）
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