為蜜露著了魔 還組親衛隊誓死保護 揭秘螞蟻與灰蝶間的錯綜關係 | 環境資訊中心

為蜜露著了魔 還組親衛隊誓死保護 揭秘螞蟻與灰蝶間的錯綜關係

2020年10月26日
環境資訊中心 特約記者廖靜蕙 報導

蝴蝶王國中,有別於大多數幼蟲吃葉片維生的蝶與蛾,大多數灰蝶更愛吃花和果實,這使得灰蝶必須成熟快,體型因此偏小。灰蝶特殊的食性也造就了非凡的際遇,尤其是與螞蟻發展出來的共生關係,複雜程度至今仍令研究人員深深著迷,哈佛研究團隊即證實,灰蝶分泌的蜜露對螞蟻造成有如毒品的吸引力。


以小著稱的灰蝶科,因特殊的食性造就其不凡的際遇,也構築於螞蟻之間無法言盡、複雜的關係。哈佛研究團隊以日本紫灰蝶(圖)幼蟲為研究對象,證實其分泌的蜜露對螞蟻造成瘋狂的吸引力。攝影:黃行七

以植物繁殖器官為主食 成熟快體型小

隨著台灣蝶類誌灰蝶科出版,灰蝶的神秘世界也遭起底。我們常稱灰蝶為「小灰蝶」,這和灰蝶的體型有關,灰蝶體型小是有原因的。

台師大生命科學院教授徐堉峰解釋,無論蝴蝶或蛾類,絕多數幼蟲,都是吃樹葉。樹葉是植物行光合作用的營養器官,整年都有。可是灰蝶大多不是吃樹葉,而是植物的花、果、種子,這類植物的繁殖器官。優點是繁殖器官的營養價值高,幼蟲發育通常也比較快,縮短幼蟲階段快速化蛹。

只是很多植物開花結果期是季節限定、限時供應,吃完可能就要等下一次開花結果期,在這段期間,就使得灰蝶陷入沒食物可吃的困境。這使得灰蝶體型越快成熟越好,也因此體型比其他蝶科來得小。

此外,食物吃完若不想餓死就得吃同伴,這造就灰蝶自相殘殺的傾向。灰蝶有明顯的肉食傾向,有些灰蝶專門吃肉。雲灰蝶亞科近200種灰蝶(幼蟲)全都純肉食,台灣有兩種,蚜灰蝶(Taraka hamada thalaba)幼蟲吃蚜蟲、熙灰蝶(Spalgis epeus dilama)幼蟲以介殼蟲為食。


以花果實為主要食物的灰蝶科,部分發展成肉食的習性,蚜灰蝶幼蟲即以蚜蟲為主要食物。攝影:呂晟智;圖片來源:台灣產蝶蛾

品花啃果成天敵眼中美食 求生存拐騙螞蟻來護衛

「人如其食」(you are what you eat)也適用於灰蝶身上。因灰蝶吃花、果等營養價值高的食物,使得自己成為可口的食物、天敵的優選,灰蝶遭捕食的壓力比其他蝴蝶來得高。幸好,吃了這麼高營養的食物,灰蝶也有甜頭招募「全勤保鑣」——原來牠身上分泌的蜜露,能吸引螞蟻前來保護牠,並因此發展出奇特而複雜的關係。

「灰蝶應該是所有蝴蝶中,生物關係最複雜的。」台師大生科系教授徐堉峰說,全球6000種灰蝶科中,粗估約有4000種灰蝶和螞蟻有著極其複雜的互動關係,演化出各種不同的互利、共生模式。螞蟻不但是社會性動物,而且深具排他性,少數能與螞蟻處得好的物種,又稱為「喜蟻動物」(myrmecophiles),灰蝶就是其中一種。最原始的關係就是灰蝶提供蜜露給螞蟻吃,螞蟻來把寄生蜂等灰蝶的天敵趕跑。


正在取食穗花木藍花朵的東方晶灰蝶幼蟲。攝影:呂晟智

灰蝶幼蟲身上的喜蟻器(myrmecophilous organ),會分泌蜜露給螞蟻吃,促使成群結隊的螞蟻組成親衛隊,貼身保護灰蝶。徐堉峰表示,過去已知小灰蝶與螞蟻間有緊密的共生關係,小灰蝶幼蟲具有蜜腺等喜蟻器官吸引螞蟻,藉由螞蟻的照顧來提高自身存活率,幼蟲則分泌蜜露供螞蟻取食。

只是即使有螞蟻大軍隨侍在旁,灰蝶仍可能被天敵抓走。於是有些種類的螞蟻就以小窩圈養灰蝶幼蟲,直至灰蝶化蛹、飛走。

蜜露散發毒品效果 照顧小孩也難

是怎樣的誘惑,使得螞蟻誓死保護灰蝶?2015年哈佛大學灰蝶研究學者直美.皮爾斯(Naomi E Pierce)[1]教授的研究團隊,即問了一個很好的問題:灰蝶吃花、吃果,生產的蜜露讓螞蟻取用,如果螞蟻拿了就回家、沒有保護灰蝶,那麼灰蝶可能遭遇不測,而蜜露又有吃完的一天。研究就假設,灰蝶應有讓螞蟻一直停留在牠身邊不跑掉的機制。


哈佛一項研究中顯示,吸食日本紫灰蝶蜜露後,抑制了螞蟻腦內多巴胺濃度,有如吸毒般成癮。圖為日本紫灰蝶幼蟲。攝影:黃行七

於是研究團隊做了有趣的實驗。他們以日本紫灰蝶(Arhopala japonica)和螞蟻為實驗對象,首先是測量吃了蜜露後螞蟻腦中的多巴胺分泌,結果顯示,吃了蜜露的螞蟻,會抑制腦內多巴胺濃度,使得多巴胺的數量大幅下降。這種效果就和人類吸食毒品一樣2

這項研究也發現,吃了灰蝶蜜露的螞蟻,幼蟲的存活率會下降,應與為了取得蜜露、將重心放在灰蝶身上,而使得幼蟲未受到適當的照顧,導致餓死有關。

「過去形容螞蟻和灰蝶的關係是共生,從這個實驗看來顯然不是。」徐堉峰說。這類危險關係長期吸引研究人員,透過越來越多的實驗觀察,揭開許多驚人的秘辛。


灰蝶與螞蟻之間錯縱複雜的關係,至今仍是學者熱衷的研究對象。圖為舉尾蟻照顧虎灰蝶幼蟲。攝影:呂晟智

本土研究 揭開虎灰蝶與舉尾蟻互動秘密

那麼灰蝶和螞蟻之間如何找到彼此的呢?去年台師大與興大研究團隊即以虎灰蝶(Spindasis lohita formosana)與懸巢舉尾蟻(Crematogaster rogenhofer)之間透過聲音傳遞訊息,虎灰蝶的幼蟲及蛹都可發出振動訊號,這些訊號能吸引螞蟻聚集,並進行照護行為。

最後,儘管螞蟻死心塌地為了蜜露的利益守護灰蝶,卻不代表沒有風險。同樣讓螞蟻圈養、包養,有些小灰蝶幼蟲繼而發現螞蟻幼蟲更好吃,例如雀斑灰蝶屬(Phengaris spp.)進入蟻窩受盡禮遇,卻反過來吃螞蟻幼蟲,成為螞蟻的天敵。還有到螞蟻窩狂吃螞蟻幼蟲,又不給蜜露的灰蝶。灰蝶和螞蟻複雜的互動關係,罄竹難書啊!


雖然雀斑灰蝶屬(Phengaris spp.)幼蟲進入蟻窩受盡禮遇,但不是每一種都懂得感恩!兩者複雜的互動關係,留待讀者公評。攝影:黃行七

註釋

1.直美.皮爾斯(Naomi E Pierce)是國際重要的蝴蝶研究大師,去年甫自日本皇太弟親自頒發象徵日本最高學術榮譽的「國際生物學賞」(International Prize for Biology)。這項透過日本學術振興會(Japan Society for the Promotion of Science, JSPS)授予的獎項,頒發給全球學術表現特優者,這個獎項也受到全球矚目。

2.論文連結:Lycaenid Caterpillar Secretions Manipulate Attendant Ant Behavior

參考資料

※ 本文與 行政院農業委員會 林務局  合作刊登 

作者

廖靜蕙

環境記者/自由撰稿人,致力於生物多樣性主流化。從事社工10餘年,認知到再弱勢的人都可以為自己發言,決定轉投生態保育,為無法以人類語言發聲的生命與土地寫報導。現居台北市,有貓、有龜,以及一些過客。個人粉專「小麻通訊」。