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冷的古氣候讓蝴蝶介入螞蟻-植物-介殼蟲的三P關係

yam蕃薯藤新聞/廖士睿 撰稿 2012.03.27 00:00
  事情是這個樣子的。在全球的熱帶森林中,許多樹棲性的螞蟻與植物之間具有非常複雜緊密的交互作用。有些植物在漫長的演化歷史中產生了一些特化的構造可提供營養的碳水化合物給蟻類取食,或者讓螞蟻在植物體內造巢。這樣的植物被科學家稱為喜蟻植物(myrmecophilus plant)。那麼螞蟻就拿人手短吃人嘴短嗎?不,這些螞蟻會清除這棵植物上任何與之利益相衝突的生物,例如其它打算吃掉植物的昆蟲,或是攀上喜蟻植物的其它藤蔓。因此喜蟻植物與螞蟻之間便形成一種互惠的關係。但是光靠葉片所分泌的碳水化合物對螞蟻來說是不夠的,因此螞蟻對於任何的「蜜源」都不放過。在喜蟻植物空間的莖幹內,經常還有一種稱為「介殼蟲」的半翅類昆蟲躲在裏面吸取植物的汁液,然而因為介殼蟲也提供螞蟻可口的蜜露,因此螞蟻便將這些介殼蟲如同乳牛一般「圈養照顧」,以防止其它寄生性天敵的危害。   以在熱帶亞洲(包含台灣)常見的舉尾蟻(Crematogaster spp.)來說,牠們經常棲息於大戟科(Euphorbiaceae)的血桐屬(Macaranga spp.)植物上。然後介殼蟲(Coccus spp.)就躲在血桐的空心莖中吸食汁液。科學家曾針對這樣的3P複雜關係形成的歷史以分子系統發育學的方法加以探索。結果發現,血桐與舉尾蟻在2000到1600萬年前左右開始產生「關係」,而且如此緊密的共同演化關係造就了血桐與舉尾蟻在演化上的成功。然後呢,介殼蟲這個第三者大概是在900-700萬年前掺一腳,從此受到螞蟻的保護成為有點貢獻的小三。   那麼蝴蝶又和這群搞3P的生物有什麼關係?在蝴蝶的世界裏,有一群在科學上被稱為灰蝶(Lycaenidae)的昆蟲,與螞蟻也有著愛恨複雜的情節。一般來說螞蟻對多數昆蟲都是可怕的掠食者,但對許多灰蝶的毛蟲寶寶來說,螞蟻可能是保護者,也可能是牠們的食物。以嬈灰蝶(又稱紫灰蝶)(Arhopala sp.)來說,在亞洲約有200個物種與各種螞蟻發展出不同的關係。其中有一群被稱為雙紋紫灰蝶種群(Arhopala amphimuta species group),牠們的寶寶以分別以不同的血桐葉片為食,但牠們也同時分泌蜜露安撫前來攻擊牠們的兵蟻。如此一來,毛蟲可在血桐上安穩地大吃,但也同時獲得舉尾蟻的保護。   那麼這個4P關係又是何時產生的?日本信州大學山岳科學綜合研究所的上田昇平博士發現,蝴蝶介入螞蟻-植物-介殼蟲的3P關係而變成4P發生在距今約200萬年前,也就是更新世的早期。在這段期間,東南亞的森林處於乾冷的環境下,而這種氣候條件可能使得蝴蝶有機會當上「小四」趁著螞蟻防衛植物的能力下降時乘虛而入鞏固自己的地位。 本研究發表於2012年3月出刊的【生態學研究】(Ecological Research)

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