动植物的“欺骗”行为

兰花通过模拟雌性黄蜂的气味和形状吸引雄性黄蜂为其传粉。

几位生态学家在北美落基山脉的野花间穿行,追踪着一个忽隐忽现的小黄点,那是他们标记过的一只大黄蜂——“54号”大黄蜂,此时它已经隐没在一片白色的山艾叶丛中。接着,“54号”大黄蜂再次进入他们的视野。生态学家王凯伦赶紧斜穿过一片绿色植被,紧跟其后。只见它沿着直线方向径直向前飞去,它的目标似乎是紫堇花丛,也许是山矢车菊。“54号”大黄蜂的背上有一个黄色圆点和数字编号,就在几天前,为了研究目的,它被诱捕、标记、登记并被进行了DNA取样。

王凯伦扔下手中的网状蜂网,拿出一个小型录像机,俯下身来观察这只“54号”大黄蜂。它的行为有些奇怪:第一次,它从风铃草花儿底部钻个小洞偷偷爬进去,再出来,然后再进去;第二次,它是正大光明地从风铃草花儿的长管状花朵中进入。一次又一次,它时而偷偷潜入,时而又像个“正人君子”一样从正道进入。

蜂和花儿是一对互惠关系的物种,物种之间这种有益于双方的相互作用,在动植物王国中普遍存在。如花儿产生花蜜,引来蜜蜂;蜜蜂爬进花朵,沾上大量花粉,并迅速喝下补充能量的花蜜(有时还会将花蜜和沾上的花粉混合起来带回家喂养后代)。吃饱喝足的蜜蜂从花丛中冒出来,身上覆盖了一层金色的花粉颗粒,从一处转移到另一处,不知不觉中将花粉洒了一路……正是蜜蜂的这种无意识举动,让植物受精,让植物产生种子繁衍后代。植物为蜜蜂提供花蜜,而蜜蜂的这种行为对于植物来说也是功德无量。

黄蜂偷偷在花朵底部咬出一个小洞来直接获取花蜜。

但并不是所有蜂儿都是这样“勤劳致富”的,也有想要“不劳而获”的蜂儿会采取一些“欺骗”手段,用“作弊”的方式逃避互惠合作中应尽的“责任”。王凯伦发现,这只“54号”大黄蜂正在干这种事儿。它偷偷在花朵底部咬出一个小洞来直接获取花蜜(被称为“盗洞”),而不用辛苦地爬进去为花朵授粉。有些大黄蜂会进入已被前一只大黄蜂啃咬过的花朵底部的小洞,进行二次“盗洞”。在这种情况下,植物付出的大量劳动都没有得到应有的回报。植物需要通过光合作用从大气中吸取二氧化碳,然后将其转化为糖,最后再巧妙地将其转化为花蜜。但植物的劳动成果——花蜜却被不劳而获的“蜂中小偷”窃取,这正是“54号”大黄蜂现在对花儿所做的事情。

合作与欺骗的博弈

我们通常认为,蜂类是动物界合作行为的典范。然而,科学家在研究中不断地发现,有太多证据表明,蜂儿和其他生物一样,也经常会有作弊行为。此外,一些互惠伙伴会比黄蜂中的“小偷”更无耻。

例如,蓝蝴蝶与蚂蚁本是共生关系,蝴蝶幼虫通过特殊的器官分泌一种含糖液体来喂养蚂蚁,作为交换,蚂蚁保护蓝蝴蝶幼虫不受捕食者的侵害。但偶尔某只蓝蝴蝶幼虫会模仿蚂蚁幼虫或卵的气味,让蚂蚁误以为是自己的孩子。上当受骗的蚂蚁将毛毛虫(蝴蝶幼虫)带回巢穴后,就像给自己的幼崽喂食一样嘴对嘴地给它喂食。而毛毛虫却毫不报恩,反而趁机将蚂蚁幼虫吞到肚里。研究热带森林蚂蚁和植物之间相互关系的科学家曾拍摄了很多现场视频,他们发现,当毛毛虫化身蝴蝶时,蚂蚁对巢穴里突然出现的“入侵者”会感到惊讶,而蝴蝶会乘机匆忙逃离蚁巢。

蚂蚁正在照料蝴蝶幼虫,毛毛蟲的分泌物对蚂蚁很有吸引力,让蚂蚁心甘情愿地充当毛毛虫的保护神,让它们免受捕食者和寄生虫的侵害。在蚂蚁巢穴中的大型蓝蝴蝶蛹。这些兰花会通过制造雌性昆虫的气味或伪装成它们的形状,来诱骗雄性昆虫进入花朵为其传粉。

一些生物已进化到能在不付出任何代价的情况下获得本该是互惠互利的回报。以兰花为例。兰花是世界上三大开花植物之一,但大约有三分之一的兰花不产花蜜。没有花蜜,似乎就不能够吸引昆虫,没有昆虫的光顾,那谁来为它们授粉呢?它们又会怎么做呢?原来,这些兰花会通过制造雌性昆虫的气味或伪装成它们的形状,来诱骗雄性昆虫进入花朵。雄性昆虫在兰花丛中寻寻觅觅,试图寻找它们的交配对象,四处乱飞的过程中它们的身上就会沾满兰花花粉。在一次次寻觅、“幽会”中,又将花粉传播给了其他兰花。就这样,兰花“诱骗”昆虫为它授粉的“小伎俩”得逞了。这是它们在进化中学会的一种生存方式,尽管采取了有些“令人不齿的”欺骗手段。

生物界的这些“欺骗”行为让科学家们产生了浓厚的兴趣,他们想要深入探究一个发人深省的问题:共生互惠的合作关系为什么会破裂,而最终演变成欺骗与被骗?

共生互惠现象对于地球生物圈至关重要。动物传粉者(如蜂类和鸟类),给地球上大约80%的开花植物授粉,让它们能够受精繁衍。这些植物反过来为我们人类提供大量食物和纤维等。其他的互惠关系,如土壤细菌和植物之间的互惠关系,也起到了调节地球上碳和氮互相转化的作用。

作弊行为在动物界如此普遍,这是否表明某些生态系统服务有可能会崩溃?为回答这个问题,科学家需要知道:作弊行为究竟有多普遍?为什么会发生作弊行为?

某种动植物是否会有作弊行为,可以通过三件事来确定:它自身会从互惠关系中获利;互惠伙伴利益受损;作弊行为从某种互惠关系进化而来。科学家深感困惑的是:植物产生花蜜成本很高,那么它们为什么要产生这么多花蜜呢?作弊行骗的大黄蜂在植物底部偷偷钻洞获取花蜜,要比正大光明从花朵顶部进入快捷得多,那为什么大黄蜂不干脆都走捷径作弊呢?为什么大黄蜂和植物之间仍不乏真诚合作的例子呢?这似乎不符合它们的利益。

合作才是主流

诗人丁尼生曾写道:大自然的竞争“残酷无情”,但大自然也选择了合作。科学家认为,研究欺骗行为为科学探索“合作”提供了一个更有力的工具。如果我们能了解其他生物在没有有效监管的情况下何时会采取合作方式,以及为什么会选择合作,我们就能更好地了解促进合作的条件,甚至更好地理解人类自身的合作机制。

或许“54号”大黄蜂的作弊行为并不像表面看起来的那么简单。科学家正在对“54号”大黄蜂的这一蜂种和在落基山脉发现的其他几种大黄蜂进行研究。他们发现,通常被“盗洞”的花都是管状花,体形肥胖的大黄蜂很难穿行爬过花粉囊去采集花蜜。但尽管如此,这些花还是进化出了这种形状。那么,管状形状对花儿都有什么优势呢?

花儿的管状形状可限制访客种类,并促进与某些授粉昆虫建立特殊的关系。这样一来,一些传粉昆虫就会将它们的目标专门限制在某几种植物的花朵上,这有助于提高传粉的成功率。因为植物不想将自己的花粉浪费在其他无关的花上。管状形状限制了访客种类,强调了特殊性,但管状花拥有这种管状形状也是要付出代价的,花蜜被偷窃就是其中的代价之一。

科学家们还在对我们脚下的一些重要的共生关系进行探究。豆科植物释放出的化学物质会促使土壤中的细菌在植物根部形成结节或肿块状物。豆科植物和土壤细菌就形成了一种共生关系:植物从细菌中得到可用的氮;作为交换,细菌从植物中得到某种形式的碳。大气中氮占78%,是植物生长的主要资源之一。工业时代之前还没有现代化肥的时候,植物只能通过与土壤细菌的共生关系获得氮,或通过闪电在大气中产生的化学反应获得可以利用的氮。

通常被“盗洞”的花都是管状花,但管状花拥有这种管状形状也是要付出代价的,花蜜被偷窃就是其中的代价之一。一条蓝条纹濑鱼正在为水中悠闲漫游的珊瑚石斑鱼清除身上的寄生虫,但也不时在其身上偷咬一口肉。

尽管豆科植物和土壤细菌有这种共生关系,但大多数土壤细菌没有形成这些结节的遗传基因。那么,土壤细菌会怎么做呢?土壤细菌通常会搭上其他共生细菌的便车进入结节,加入碳的盛宴,却不提供氮的回报。虽然开花植物可能无法阻止大黄蜂从花朵侧面或从底部咬小洞偷取花蜜,但是想要行骗的细菌却经常会被发现,它们无法在宿主组织内久留。最新数据显示,被非结瘤菌株感染的植物细胞会经历程序性细胞死亡。

科学家认为,大自然的共生关系,不会因采取“偷盗”行为的大黄蜂和这些有“搭便车”不良行为的细菌的加入而崩溃,它们也不应被贴上“导致生态系统服务崩溃”等如此大的“罪名”的标签。也许这些会“骗人”的物种一直都有这种行为,但大多数生物中的互惠共生关系仍然强大,因为欺骗作弊行为几乎不会给它们带来太多好处。例如,热带地区大约有700种树木都有一些特别的树洞,似乎是专门为蚁群建造的洞穴,而这些蚂蚁就是保护植物的常备军。蚂蚁通过吞吃和蛰刺食草昆虫来保护树木。亚马孙森林里的一些蚂蚁,它们所谓“保护行为”的初衷则只是在寻找食物。作弊行为对它们没有任何好处,因为这会损害它们的当前利益,而给植物带来的好处只是蚂蚁自身利益的副产品,自然界中的很多共生关系都是这样运作的。

即使蚂蚁不能获得直接的利益,它们也不会在这种互惠互利关系中作弊。在肯尼亚,蚂蚁在金合欢树隆起的结节上建立蚁群家园。树木为蚂蚁提供家园和花蜜来源,而作为交换,蚂蚁会啃咬那些停下来啃食树叶的长颈鹿和大象,使其逃离。在这种互惠互利关系中,树木得到了蚂蚁提供的保护,蚂蚁也有了自己稳定的家园。

尽管动物中不乏作弊者,但大多数伙伴关系都是互惠互利的。大自然中的合作行為可能比我们想象的更为普遍,或者这些伙伴关系可能包含一些未被证明的好处。事实上,科学家也发现了动物互惠关系中一些隐晦的好处,或者说是隐藏的利益。

科学家发现:鱼类中的一些“清洁工”可以帮助消灭寄主鱼身上的寄生虫,但有时也有一些小小的作弊行为,例如不时偷咬下寄主鱼身上的一块肉。鱼类清洁工为寄主鱼提供的触觉刺激可能会产生额外的积极作用,这种类似于人类按摩的接触可以让寄主鱼放松。这种“按摩”和清除寄生虫带来的舒适感,可能会弥补偶尔被叮咬的损失。因此,动物界的互惠互利现象可能比表面上看起来的更为复杂。

对大黄蜂行为的更多探索

“54号”大黄蜂早已死亡,因为大黄蜂的寿命只有一年,但科学家的野外调查工作还在继续。

他们发现,“54号”大黄蜂是一个不循常规的小家伙。大多数大黄蜂要么通过“合法”途径寻找花蜜,要么偷偷摸摸地实施“偷窃”,但它们很少会在一次觅食中结合了“合法”和“偷窃”两种方式。科学家正在试图找出其中的原因:为什么即使在同一物种中,它们的行为也会有所不同?他们测量了大黄蜂的舌头,用小钳子夹开它们的口器,看看舌头大小是否会对“盗洞”行为的发生频率产生影响,结果发现都不是。之后,他们又从每只被标记的大黄蜂身上提取遗传物质,调查在某些蜂巢大黄蜂群体中的“欺骗”行为是否更为普遍。他们想知道,与循规蹈矩的蜂群相比,“盗洞蜂群”的规模是更大还是更小。

科学家们还对经常被“打劫”的亚高山植物进行了调查,了解它们的“受害”频率是否也因物种和地理位置的不同而不同。他们发现,如果一种植物的主要传粉者是蜂鸟,那么偷取花蜜的大黄蜂会导致植物难以繁殖。但如果某种植物主要是由成千上万的大黄蜂前来传粉的,那么偶尔的花蜜被窃可能就不那么重要了。

合作才是永恒的主题。

科学家还想进一步了解,大黄蜂这一“小偷”是如何找到获取花蜜的捷径的。关于大黄蜂为什么会偷窃,他们有不同的看法:它们与生俱来的本能,它们都知道怎么做;因为它们偶尔看到了另一只大黄蜂的“偷窃”行为而有样学样;或是在实践中获得某种经验而导致了这种行为。科学家们还想探究,它们到底是如何做出是实施“偷窃”还是用“合法”途径来获取花蜜的决定的。

版权声明:三分钟阅读 发表于 2021年10月31日 下午10:10。
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