摘要: 加州大學河濱分校昆蟲學家Kevin J. Loope用于研究的觀察蜂巢。Credit: Barrett Klein. 據(jù)煎蛋網(wǎng)消息：幾年前的一天，加州大學河濱分校博士后研究員昆蟲學家Kevin J. Loope在哥斯達黎加研究胡蜂時，開始讀到一些社會性昆蟲的...
加州大學河濱分校昆蟲學家Kevin J. Loope用于研究的觀察蜂巢。Credit: Barrett Klein.
據(jù)煎蛋網(wǎng)消息：幾年前的一天，加州大學河濱分校博士后研究員昆蟲學家Kevin J. Loope在哥斯達黎加研究胡蜂時，開始讀到一些社會性昆蟲的神秘弒母行為。大多數(shù)社會性昆蟲，如蜜蜂、螞蟻和胡蜂中，工蟻(蜂)都是雌性，終生工作幫助女王產(chǎn)生新后代。然而，在文獻中Loope發(fā)現(xiàn)了工蜂殺害蜂王的傳聞，這提出了一個迷人的進化之謎。
“殺死蜂后的觀察對我來說是矛盾的，”Loope說，“為什么在某些情況下，幫助蜂后是有益的，而在其它情況下殺死蜂后也是有益的？什么能揭示有些蜂后被殺死而有些沒有，以及到底為什么要殺死蜂后？大多數(shù)人認為社會性昆蟲是工蜂勞苦地為女王或群落賣命，但看來工蜂們其實更加算計，并根據(jù)它們所處情況幫助或傷害女王?！?/p>
為了探索這個謎題，Loope在實驗室建立了胡蜂的觀察群落，用攝像機持續(xù)拍攝，并記錄何時發(fā)生弒母。他也收集野生群落來增加樣本大小，用成熟的無蜂后群落引發(fā)弒母。他對胡蜂進行的行為觀察和遺傳分析顯示，當它們處于有大量同父母兄弟姐妹的群落時，工蜂會殺死蜂后，而在混合同父母和同母異父兄弟姐妹的群落中則不會。
“工蜂們在評估它們?nèi)郝涞那闆r，并僅當群落的遺傳組成使得這樣做有利時才決定反抗女王，”Loope說，“其主要的好處是讓你的工蜂姐妹而不是蜂后產(chǎn)下雄卵，蜂后通常通過吃卵、攻擊繁殖的工蜂、以及生下大量自己的卵來阻止工蜂繁殖。通過通過消除女王，一個弒母工蜂就允許其它工蜂和自己能產(chǎn)下雄卵?！?/p>
工蜂做育幼的所有工作，它們覓食、喂養(yǎng)后代和王后，建造巢穴并保護它，只是偶爾他們才嘗試繁殖。雄性在年底出生，并與新蜂后交配，然后由于它們遺傳系統(tǒng)的一個怪異之處，雄性就死了。這使得它們能夠與女王競爭雄性的生產(chǎn)。
加州大學河濱分校博士后研究員昆蟲學家Kevin J. Loope在采集一個年輕的胡蜂群落。Credit: Barrett Klein.
“因此就會有弒母，”Loope說，“工蜂并不是無論如何都沒有想法地效忠女王的機器，它們只在環(huán)境合適時才無私地放棄繁殖，但當對它有益時就會反抗?！?/p>
該研究是少數(shù)幾項研究之一，表明工蜂可以評估群落中同胞和半同胞兄弟姐妹的相對比例，并當產(chǎn)生利益沖突時作出響應，例如扶養(yǎng)工蜂的兒子們或是蜂后的兒子們。
“在高度完全社會性物種中對于女王的利他行為通常是無條件的，”Loope說，“然而，這項研究提供了對殺害蜂后行為的第一次徹底調(diào)查，這是許多蜜蜂和黃蜂群落生活中共同但難以觀察的事件。我想出了一個方法來使用視頻持續(xù)觀察群落，這允許了對這種行為的第一次視頻觀察?！?/p>
該研究結果今天在線發(fā)表在《當代生物學》。
Loope解釋說一個群落的遺傳組成由女王交配多少次(通常一次或兩次)，以及如果她交配了兩次，她如何均勻使用兩個雄性的精子而決定。他發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷了弒母的群落比沒有的群落具有更大比例的全同胞(測量自群落成員間的平均親緣度)。
“這種模式由蜂后的交配次數(shù)驅(qū)動，以及交配兩次的蜂后使用精子的均勻度，表明工蜂能區(qū)分這些不同種類的蜂后，”Loope說，“單父群落中的弒母工蜂受益于弒母是因為她導致群落扶養(yǎng)其它工蜂的兒子們，而不是蜂后的，在這樣的群落中，工蜂與工蜂的兒子們的親緣比與蜂后的兒子們更近。
“親緣選擇理論是進化理論的一種擴展，它預測會進化出偏愛近親超過遠親的行為；同母異父兄弟姐妹們比兄弟姐妹們親緣更遠，所以在有很多半同胞的群落里弒母的益處不大。”Loope補充道，“因此，這項研究以群落間行為變化對親屬選擇理論提供了罕見的支持。工蜂們正如親屬選擇理論所預測的那樣對它們?nèi)郝涞慕M成作出響應。”
Loope現(xiàn)在正在努力理解胡蜂與其它物種的互動可能如何造就社會組織的變遷。
