Nature is full of impostors, and many of them are found in the insect world. Certain species, such as the bee fly or the ant spider, are experts at misdirection and their ability to confuse predators or prey is on a par with that of John Travolta in Face/
大自然中充满了骗子,其中许多是在昆虫世界中发现的。某些物种,如蜜蜂或蚂蚁蜘蛛,是误导的专家,它们混淆捕食者或猎物的能力与《变脸》中的约翰·特拉沃尔塔和《权力的游戏》中的艾莉亚·斯塔克不相上下。然而,从未有人成功地观察到苍蝇隐姓埋名地生活在白蚁中
现在,有史以来第一次,由进化生物学研究所(IBE)领导的一项国际研究发现了一种苍蝇(丽蝇科),其幼虫渗透到收获白蚁群落中。该研究所是西班牙国家研究委员会(CSIC)和庞培法布拉大学(UPF)的联合中心
发表在《当代生物学》上的这一发现是在摩洛哥南部的安提阿特拉斯山脉发现的,揭示了独特的形态和化学适应性。这项研究揭示了苍蝇的进化和白蚁相关物种的适应
“这是一个偶然的发现。在我们的研究小组中,我们主要研究蝴蝶和蚂蚁。由于下了很多雨,蝴蝶没有飞,我们寻找蚂蚁。当我们抬起一块石头时,我们发现了一个白蚁丘,里面有三只我们从未见过的苍蝇幼虫。水可能已经淹没了巢穴的深层,幼虫已经浮出水面,”领导这项研究的IBE研究员罗杰·维拉说
“这一定是一种极其罕见的物种,因为我们在该地区又进行了三次探险,尽管我们举起了数百块石头,但在另一个白蚁丘中,我们只发现了两只苍蝇。”
尾巴上的“白蚁面具”有助于渗透该团队描述了这种苍蝇的形态适应。特别是,这种愈伤组织的幼虫已经发展出一种独特的伪装,以帮助它们渗透到白蚁丘中
在身体的背面,幼虫展示了一个“白蚁面具”:一个没有功能的“头”,其触角和触须的大小与大型收割机白蚁的大小相同。它们还有两只假眼,实际上是幼虫的呼吸孔
Vila说:“大多数白蚁生活在几米深的地方,没有视觉感知。然而,收割白蚁在黄昏时分出来吃草,所以它们有功能性的眼睛,幼虫能够用它们的气孔模仿它们。”此外,幼虫身体周围有不寻常的“触手”,非常详细地模仿了白蚁的触角,研究小组能够用扫描电子显微镜证明这一点。幼虫身体周围的众多触手便于与几只白蚁同时交流
幼虫也会用巢友的气味来掩盖自己在巢内,一切都是黑暗的,所以白蚁会用触角互相识别,用触角可以检测到兄弟姐妹的形状和气味。巢穴中的所有成员都有这种气味,士兵白蚁会攻击并肢解来自其他群落的任何入侵者。然而,这些蛆也设法模仿宿主的独特气味
“我们量化了这些幼虫的化学成分,结果令人惊讶:它们与它们生活的群体中的白蚁无法区分;它们的气味完全相同。此外,特定群体中的幼虫和白蚁的化学特征略有不同,这使它们与其他白蚁丘区分开。这种气味是与白蚁相互作用并从它们的共同生活中受益的关键。这是一种化学伪装,”Vila解释道
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当研究小组在摩洛哥发现这些幼虫时,它们正占据着白蚁丘的食物室。一旦进入实验室,他们观察到苍蝇幼虫倾向于定居在巢穴中人口最多的地区,在那里它们会受到白蚁的持续关注,白蚁会用口器梳理它们的毛发尽管研究小组无法透露它们的饮食,但他们能够观察到类似trophallaxis的行为:白蚁似乎用嘴将食物传递给幼虫。维拉解释说:“幼虫不仅被容忍,而且通过与触角状触手的接触不断与白蚁交流。白蚁甚至似乎在喂它们,尽管这还没有得到明确的证明。”
该团队强调了将这些昆虫留在实验室的难度,因为这涉及到维持生活在非常特殊条件下的沙漠白蚁群落。维拉补充道:“我们研究的幼虫最终没有变形就死亡了,因此可能存在巢穴的元素以及白蚁和苍蝇之间的共生关系,我们无法将其转移到实验室。它们的饮食目前尚不清楚,它们的成年形态仍然是一个谜。”
“白蚁面具”是苍蝇的进化飞跃苍蝇幼虫和白蚁之间的关系似乎是一种社会寄生或共生的形式。最相似的病例出现在座头苍蝇身上。然而,在座头鲸中,模仿白蚁的是成虫,而不是幼虫,这代表了与白蚁关系或嗜白蚁症的独立进化
Vila解释说:“苍蝇和座头苍蝇的共同祖先可以追溯到1.5亿多年前,远远超过了将人类与老鼠分开的时间。因此,我们相信我们发现了一个新的社会融合进化案例。”该团队使用系统发育学研究证明他们发现的苍蝇属于Rhyncomya属。由于这个属的已知物种都没有新发现的苍蝇的不寻常的生活方式或令人难以置信的形态,这项研究表明,这个新物种一定进化得很快
Vila总结道:“这一发现促使我们重新考虑自然界中共生关系和社会寄生的局限性和潜力。但是,最重要的是,我们应该意识到,我们对昆虫的巨大多样性和专业化仍然知之甚少,昆虫是生态系统中必不可少的生物。”这项国际研究是巴塞罗那进化生物学研究所(IBE)和巴塞罗那植物研究所(IB,CSIC-CMCNB)与意大利佛罗伦萨大学、美国明尼苏达大学和北卡罗来纳州立大学以及丹麦自然历史博物馆合作的结果