中興大學、臺師大跨國團隊 破解蝴蝶與螞蟻間的摩斯密碼

【大成報記者蕭宇廷/臺中報導】過去已知小灰蝶及螞蟻之間有很緊密的共生關係，小灰蝶幼蟲具有蜜腺等喜蟻器官可以吸引螞蟻、並藉由螞蟻的照顧來提高自身的存活率；同時幼蟲會分泌蜜露供螞蟻取食。不過有趣的是，小灰蝶蛹並不具備喜蟻器官，卻同樣能吸引螞蟻前來，該現象引起科學家們好奇，因此懷疑小灰蝶是否還有其他機制吸引螞蟻呢？結果，答案是人耳聽不見的聲音振動訊號，研究成果並於2019年12月6日刊登於國際期刊《Scientific Reports》。

這份跨國的合作研究，由國立中興大學昆蟲學系教授楊曼妙及廖一璋博士、臺灣師範大學生命科學專業學院教授徐堉峰及林岳賢碩士、日本京都大學生存圈研究所副教授楊景程，與比利時魯汶大學教授Johan Billen所組成的團隊，從昆蟲行為學、昆蟲聲學及形態學角度切入，破解蝴蝶跟螞蟻之間的摩斯密碼，瞭解牠們彼此之間是如何利用聲音振動訊號進行溝通。
以臺灣較常見的虎灰蝶及其共生螞蟻-懸巢舉尾蟻為研究對象，林岳賢與廖一璋發現，虎灰蝶的幼蟲及蛹都可發出振動訊號，特別是幼蟲還能發出3種不同訊號，回播實驗也顯示這些訊號能夠吸引螞蟻聚集並進行照護行為。

此外，他們也發現，舉尾蟻會藉由摩擦腹部及腰節的發音器發出聲音訊號，並吸引其他螞蟻聚集。分析兩者訊號更察覺，小灰蝶與螞蟻在訊號長度及主頻率上，具有極高的相似性，進一步證實了這些振動訊號，在建立蝴蝶及螞蟻的共生關係間，扮演著極其重要的角色。

林岳賢表示，試驗初期為了在室內建立大量的小灰蝶及舉尾蟻族群供實驗所需，花費了許多時間在野外蒐集材料、也常常在實驗室挑燈夜戰，被舉尾蟻咬得體無完膚更是家常便飯；現在研究成果順利發表非常感動。

廖一璋指出，昆蟲的振動訊號常為人耳所聽不見的聲音，必須以特定儀器才能錄音，過去在學術界少被重視；但藉由這份研究也使臺灣在生物振動學 (Biotremology) 的領域提升不少國際能見度。

這份研究同時開啟了許多後續的研究議題，例如研究也發現蟻后具有與工蟻相同的發音器，蟻后訊號的形式及其功能為何？雄蟻是否也具有發音器？蝴蝶的幼蟲及蛹是如何發出聲音？牠們發音器的位置在哪裡？蝴蝶及螞蟻共生關係的建立可藉由化學氣味及振動訊號，但這兩者對於促進牠們共生關係的貢獻度各為何？徐堉峰不諱言，臺灣還有許多不同物種的小灰蝶及其共生螞蟻，牠們的共生關係如何建立？與這份研究相比差異為何？許多有趣的科學議題，都仍有待昆蟲學家們繼續努力。

論文網址: https://www.nature.com/articles/s41598-019-54966-6