请问,你认为这些是下图中一些植物的果实吗?

图像来源:Flickr

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如果答案是“是”,那么你将被欺骗!

实话告诉你,我曾经是个傻瓜:我在一次商务旅行中看到了锐齿栎的“果实”(左下),但它应该是另一幅图像(右下)。打开它的方式不对吗?

资料来源:上官发志

照片来源:上官发志

“水果”图片来源:上官发枝,出现了一种安迎黄蜂

原来,这些“果实”是瘿蜂瘿的伪装!

“瘿”是指植物受外界刺激后形成的肿瘤样过程。“昆虫”一词指的是引起瘿的昆虫,即瘿的制造者。昆虫在产卵和取食过程中,通过化学或物理刺激促进植物细胞的生长和异常分化,最终形成坚硬的虫瘿。五倍子在田间很常见,大多数是小突起、小肿瘤、叶子上的不规则斑点等。

不同类型的胆汁,照片来源:Flickr&上官发志

小昆虫的寄生行为非常普遍,过程简单而粗暴,要么直接附着在身体以外的其他动物身上,要么吞食植物。然而,像寄生在植物组织中的瘿蜂这样的“素食”行为并不多见。除了上述犬科昆虫之外,“素食”寄生虫还包括天疱疮科、天疱疮科和蓟马科的小昆虫。然而,每种昆虫寄生的植物种类和部分是不同的。从针叶到阔叶,从草本到木本,从叶子到嫩茎,都有瘿。然而,在大多数情况下,致瘿昆虫仅在植物的特定部位产生瘿,因此瘿可用于识别某些植物和寄生性昆虫,例如前述的麻栎,其与蜜蜂属的小飞虫具有稳定的相关性。

左边的图片显示的是瘿蜂,右边的图片显示的是姬蜂。

资料来源:马克·库梅尔,flickr。和维基百科。

在各种致瘿昆虫中,瘿蜂是最成功的一种,几乎赢得了瘿业所有的创意奖。它建造了各种形状特殊、结构复杂的胆囊,发展了独特的跳跃行为和高效的繁殖策略。它的物种数量已经进化并发展成1000多种,使它成为一个具有极高多样性的庞大家族。

由瘿蜂“创造”的瘿形是最复杂和精致的。从外部看,瘿蜂的瘿室通常是球形的,多刺的,菱角状的,有些甚至像某种水果。当你打破虫瘿壁时,最外层的植物组织变厚变硬,保护了它的幼虫,而内层的细胞柔软而有营养,而脆弱的虫瘿生活在中空的大厦中。这种结构的生存优势是显而易见的:它不仅可以防止幼虫受到外界环境的影响,还可以避免捕食者的攻击,这样幼虫就可以安全地藏在胆汁中吃植物组织,慢慢地长大。

图片来源:胆汁和引起胆汁的昆虫

资料来源:参考文献6。

北美有世界上物种多样性最高的橡树,当地人称之为俄勒冈白橡树(Quercus garryana),是一种著名的瘿蜂(Neuroterus saltatorius)的寄主植物。这种瘿蜂的幼虫通常安静地生活在瘿中,与其他瘿相比并不特别。然而,在夏天,树叶上的瘿变得不安宁,一个接一个地脱落,密密麻麻。掉在地上的胆汁立刻跳了起来。虽然每个胆囊只有1毫米大,但它可以连续几天漫无目的地跳跃,跳跃能力高达3厘米。这种独特的跳跃行为很难不引起人们的注意,当地人称之为跳跃瘰疬。然而,这种看似盲目的行为反映了瘿蜂独特的生存智慧——只要它不停地跳跃,就有可能落入缝隙或落叶中,不仅有稳定的低温高湿环境,还能避免其他寄生蜂的威胁。因此,有虫瘿的幼虫定居下来,化蛹越冬,春天到来时咬穿虫瘿壁,开始下一代。

照片来源:MEETGAB和特色生物。

然而,瘿蜂最神奇的生存策略不是瘿蜂的结构和跳跃行为,而是一种称为周期性孤雌生殖的繁殖方法。这种繁殖方法在昆虫中并不罕见,因为昆虫的后代数量越多越好。蚜虫被称为孤雌生殖策略昆虫。它们一年中的大多数生殖行为都是单性生殖,不需要交配。只有在夏末环境发生变化时,才有可能进行有性生殖,产生适应性更强的后代,以度过漫长的冬季。瘿蜂单性生殖繁殖策略更有效,且具有严格的周期性。大多数瘿蜂只繁殖两代,一次有性繁殖,一次单性繁殖。在早春,当温度上升时,越冬的瘿蜂咬穿瘿壁并出现。雄性和雌性交配进行有性生殖。交配后,未受精卵发育成单倍体雄性,受精卵发育成二倍体雌性。第一代的后代将在夏天出现并经历孤雌生殖。所有的后代都是雌性,不需要交配和受精就能产卵。由于没有必要与雄性交配,甚至某些种类的雌性蜜蜂的翅膀也退化了。在节约能源的同时,产卵的数量将会增加,以最大限度地提高繁殖的效益。

左边的图显示的是有性繁殖瘿的形式,而右边的图显示的是无性繁殖瘿的形式。

来源:特色生物。

虽然瘿蜂在寄生蜂家族中是温和的素食者,但它们并不与它们的亲戚划清界限,而是通过寄生与他们联系。苍白鲈鱼广泛分布于美国东南部。它寄生在弗吉尼亚栎和日本栎的嫩枝和嫩茎上。幼虫彼此相邻建造豪华公寓(galls ),形成不显眼的团块,并在galls中隐藏它们的光亮。作为它们的天敌,也是寄生蜂的Euderus set并不依靠视觉来寻找虫瘿,而是快速敲击其触角,根据气味找到虫瘿聚集的位置,刺出尖锐细长的产卵器来刺穿虫瘿,并准确地在虫瘿幼虫中产卵。孵化后,黄蜂的幼虫小心翼翼地吃着瘿蜂的幼虫,从不伤害关键器官,以免杀死宿主。瘿蜂的幼虫将会成功地化蛹而出,然后在瘿壁上咬一个比它的身体宽度还大的洞,飞向外面的世界。但现在它做不到。当洞不够宽时,寄生蜂会发出信号阻止它,就像酒瓶上的软木塞一样,用它的头堵住洞。瘿蜂幼虫立即停止活动,慢慢死去。黄蜂最终完全吃掉了寄主的身体,然后咬穿了寄主的头部,并通过寄主挖的洞飞离了虫瘿。

来源:Pinterest。

这种微妙而复杂的伪寄生现象实际上适应了它的身体结构。黄蜂的体型太小,而且它的口器不如瘿蜂发达。它不能咬坚硬的胆汁,所以它必须驱使它的主人为自己工作,咬着狭窄的窗户为将来的出现做准备,以免被困在里面。

资料来源:参考文献。4

瘿蜂的“成功”策略只是昆虫许多复杂生活行为的冰山一角。在昆虫世界里,还有更多有趣的现象等待着人们去关注。甚至连虫瘿本身也有许多未解之谜:幼虫用什么物质来以这种有针对性的方式影响植物组织的分化和变异?已经产生了许多胆汁形式。它们的功能和意义是什么?一切都在等待我们进一步的发现和探索!