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蜂巢:植物上的豪華苗圃

産地:科普中國

制作:葛青松、秋曦(裡博斯較高價的電梯大廈)、楊梅(中國科學院昆明植物研究所)

監督:中國科學院計算機網絡資訊中心

你認為這些是某種植物的果實嗎?

蜂巢:植物上的豪華苗圃

圖檔來源:Flickr

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如果你回答"是",你就被愚弄了!

說實話,我也是一個騙子:在一次商務旅行中,我看到了栎屬var.acutiserrata(左下角)的"果實",但它應該是别的東西(右下角),對我來說打開它的方式是錯誤的。

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圖檔來源:老法芝

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尖齒槲寄生"果實"部分的促人化素幼蟲 圖檔來源:上議法

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某種螞蟻蜜蜂鑽出的"果實"圖檔來源:上定律

原來,這些"果實"是蜂巢的僞裝!

"花呢"是指植物在受到外界刺激後形成的惡性良性腫瘤樣突起,"蠕蟲"一詞是指昆蟲,即氡的制造者。昆蟲在産卵和攝食過程中通過化學或實體刺激加速植物細胞的生長和異常分化,最終形成堅硬的蟲膽。蠕蟲在野外很常見,主要表現為葉子上的小突起,小惡性良性腫瘤,不規則斑點等。

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不同類型的昆蟲感染圖檔 來源:Flickr

小昆蟲的寄生行為非常普遍,過程簡單粗暴,要麼直接附着在其他動物身上,要麼深入植物進食。寄生在蜜蜂等植物組織中的"素食"行為很少見。除了前面提到的Cynipidae之外,"素食飲食"的寄生蟲還包括來自Cecidomyidae,Pemphigidae和Thripidae等群體的小昆蟲。而每一種昆蟲寄生植物的種類和部位都不一樣,從針葉樹到闊葉,從草本植物到木材,從葉子到嫩莖,都可以找到昆蟲的痕迹。然而,在大多數情況下,引起雪貂的昆蟲隻在植物的特定部位産生,是以它可以用來識别某些類型的植物和寄生昆蟲,例如前面提到的尖齒桢桔,它與金黃色伊蚊屬的小蛾有穩定的聯系。

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從左起,一隻蜜蜂,右起,一隻蜜蜂 圖檔:Marc Kummel,flickr .和維基百科。

在所有導緻它的昆蟲中,蜜蜂是最成功的,幾乎赢得了昆蟲界的創造力獎。它建構了各種形狀特殊、結構複雜的昆蟲,發展出獨特的跳躍行為和高效的繁殖政策。它的物種已經進化到一千多個物種,創造了一個具有高度多樣性的龐大家庭。

蜜蜂"建構"的蠕蟲形式是最複雜和最微妙的。從外面看,蜜蜂的房間一般是球形的、帶刺的、菱角的等等,有的甚至看起來像某種水果。打開牆壁看,最外層的植物組織變厚變硬以保護幼蟲,中間的細胞柔軟營養,中間的腔房豪宅居住着脆弱的蜜蜂幼蟲。這種結構的生存優勢是顯而易見的:既能保護幼蟲免受外界環境的影響,又能避免捕食者的攻擊,使幼蟲安全地躲在飛蛾中吃掉植物組織,緩慢生長。

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圖檔來源:檔案:昆蟲和昆蟲

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圖檔來源:Ref6

北美擁有世界上最多樣化的橡樹林,當地稱為俄勒岡白橡樹,一種被稱為Neuroterus saltatorius的寄主植物。這種蜜蜂的幼蟲在工作日安靜地生活在幼蟲中,與其他蜜蜂相比沒什麼特别的。但一旦夏天,蟲子上的葉子就會焦躁不安地分裂,已經脫落,麻子密集。落到地上的蟲子随後不斷跳起來,雖然每隻蟲子隻有1毫米大,但它能夠以3厘米高的跳躍漫無目的地跳躍數天。這種獨特的跳躍行為很難不被注意到,當地人稱之為跳躍膽黃蜂。但看似盲目的行為展現了蜜蜂獨特的生存智慧,因為隻要你不停地跳躍,你最終很可能會掉進石縫或落葉,那裡不僅有穩定的低溫和高濕度環境,還能避開其他寄生蜜蜂的威脅。是以,帶有飛蛾的幼蟲定居下來,過冬,然後在春天來臨時咬住牆壁,開始另一代。

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圖檔來源:MEETGAB和特色生物。

然而,蜜蜂最神奇的生存政策不是蜜蜂的結構和跳躍行為,而是一種稱為周期性單性繁殖的繁殖方法。這種育種方法在昆蟲中并不少見,蚜蟲通過後代數量獲勝,蚜蟲被稱為一夫一妻制生殖政策昆蟲,其中大部分在一年中作為獨居雌性繁殖,不需要交配;蜜蜂的單性生殖繁殖政策更有效率,周期性更嚴格。大多數蜜蜂隻繁殖兩代,一隻性繁殖,一隻單身。早春,氣溫升高,冬蜂咬穿壁羽化,雌蜂和雄蜂交配進行有性繁殖,交配後未受精卵發育成單倍體雄蜂,受精卵發育成雙極雌性。第一代後代将在夏季羽化,單性戀,全部為雌性,沒有交配受精産卵。由于不需要與雄蜂交配,一些種類的雌性蜜蜂甚至翅膀退化,節省了能源,同時增加了産卵種群并最大限度地提高了繁殖效益。

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左邊是性繁殖蠕蟲的形式,無性繁殖蠕蟲的右邊圖像是無性繁殖蠕蟲的形式。來源:提供

雖然蜜蜂在寄生蜂科中是一種溫和的素食者,但它并沒有在親戚下面劃清界限,而是通過寄生的方式與它們聯系在一起。在美國東南部,一種鲈形目廣泛分布,它們生活在弗吉尼亞橡樹和金栎的樹枝上,幼蟲彼此相鄰地建造豪華較高價的電梯大廈,形成不起眼的塊狀物,将光線擋在小屋之外。作為它們的天敵,同樣是寄生蜂的Euderus set并不依靠視覺來尋找蠕蟲,而是快速敲擊觸手,跟随氣味找到蠕蟲聚集的地方,豎起一根鋒利而精緻的産卵管刺穿蠕蟲的鰓,并精确地将卵産在蜜蜂幼蟲中。孵化後,幼蟲小心翼翼地以蜜蜂幼蟲為食,從不傷害關鍵器官,以免殺死宿主。蜜蜂的幼蟲會成功地羽化和羽化,然後咬一個大于牆壁寬度的洞,飛向外面的世界。但那是它做不到的時候,寄生的小雞式蜜蜂發出信号,當洞不夠寬時,它就會停止,就像瓶子上的軟木塞一樣,并用它的頭死了堵塞洞。然後蜜蜂幼蟲停止了活動,慢慢死亡,蜜蜂最終把宿主的身體吃幹淨,然後咬穿宿主的頭部,從宿主挖的洞中飛離蟲洞。

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圖檔來源:Pinterest。

這一套微妙而複雜的寄生行為,其實就其身體結構而言,小蜜蜂的體型太小,嘴巴裝置不如蜜蜂發達,咬硬的昆蟲,不得不驅趕宿主為自己勞動,咬開一扇小窗戶,為将來的羽化做準備,以免被困在其中。

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圖檔來源:Ref4

蜜蜂的"成功"政策隻是昆蟲許多複雜生存行為的冰山一角。在昆蟲世界中,還有更多有趣的現象等待被注意到,甚至蠕蟲本身也有許多尚未解答的謎團:幼蟲通過什麼物質可以如此直接地影響植物組織的分化和變異?産生它們的衆多蠕蟲鼹鼠的功能和意義是什麼?一切都等待着進一步的發現和探索!

資源:

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