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蜜蜂蜇刺在抵御胡蜂过程中有啥用?

时间:2021-06-27  来源:环境教育中心  浏览次数:   作者:董诗浩     打印  字体: 关闭

  蜜蜂是一种重要的经济动物,它们为人类提供了蜂蜜、蜂王浆、蜂胶、蜂蛹和蜂花粉等食品,同时,蜜蜂作为一种高效的传粉昆虫,具有非常重要的生态服务功能。例如,很多植物的授粉都离不开蜜蜂,约68%的显花植物依靠蜜蜂传粉,如果没有蜜蜂,这些植物将无法繁衍生息,没有了植物,动物和人类也将无法生存。

  中国蜜蜂资源丰富,全世界总共9种蜜蜂,中国就有6种,分别为东方蜜蜂(Apis cerana)、西方蜜蜂(Apis mellifera)、大蜜蜂(Apis dorsata)、小蜜蜂(Apis florea)、黑大蜜蜂(Apis laboriosa)和黑小蜜蜂(Apis andreniformis)。

  东方蜜蜂(Apis cerana) 

  西方蜜蜂(Apis mellifera)

 

  大蜜蜂(Apis dorsata) 

  小蜜蜂(Apis florea) 

  黑大蜜蜂(Apis laboriosa) 

  黑小蜜蜂(Apis andreniformis) 

  东方蜜蜂和西方蜜蜂是人工饲养最多的两种蜜蜂,其中,东方蜜蜂是我国本土蜂种,而人工饲养的西方蜜蜂为国外引进种。除了蜜蜂,我国还有丰富的胡蜂资源,胡蜂是蜜蜂的捕食者,很多胡蜂种类喜欢捕食蜜蜂,近年来我国很多山区兴起胡蜂人工养殖,胡蜂种群密度激增,这对多种蜜蜂的生存和繁衍造成了严重的威胁。

  例如,凹纹胡蜂(Vespa velutina)是蜜蜂常见的捕食者,由于其适应能力强,野生种群在我国分布广泛,也是近年来我国人工胡蜂养殖最多的种类。此外,近年来该胡蜂还在亚洲、欧洲的多个国家和地区迅速扩散,因其对当地养蜂业、人员安全和生物多样性等的潜在危害而引起了全社会的高度关注。

  凹纹胡蜂捕食东方蜜蜂和西方蜜蜂 

  集体防御受到协同进化的限制,因此动物通常对同域捕食者具有有效防御能力,但对异域捕食者却没有。近年来,中国科学院西双版纳热带植物园化学生态研究组与美国加利福尼亚大学的研究人员合作,利用胡蜂-蜜蜂这个系统对蜜蜂的防御机制进行了一系列的研究,发现东方蜜蜂和西方蜜蜂在抵御胡蜂方面有很大的差异。

  例如,当凹纹胡蜂在蜜蜂巢门口捕食蜜蜂时,进出巢的东方蜜蜂会通过加快飞行速度或采用呈弧线的飞行方式来避开凹纹胡蜂,守卫蜂则会集体有规律地抖动身体来驱赶靠近的胡蜂,而进出巢的西方蜜蜂则不会像东方蜜蜂那样躲避胡蜂,甚至减慢飞行速度,导致西方蜜蜂非常容易被凹纹胡蜂捕捉到。

  当凹纹胡蜂进一步靠近蜜蜂巢门口,进入蜜蜂的结团距离时(约3厘米),东、西方蜜蜂都会通过结团的方式将胡蜂裹起来,几十甚至上百只蜜蜂会把胡蜂围在中间,利用身体产热增温的方式杀死不耐高温的胡蜂捕食者,但东方蜜蜂使用结团策略杀死凹纹胡蜂的能力更强,与西方蜜蜂相比,参与结团的东方蜜蜂数量更多,结团的产生温度也更高(约45 摄氏度)。

  东方蜜蜂利用集体防御策略结团杀死凹纹胡蜂 

被蜜蜂结团杀死的凹纹胡蜂上还留有蜜蜂蛰针 

  除了温度外,是否还有其它因素导致了被结团的凹纹胡蜂死亡?

  蜜蜂的蛰针和毒液是其最重要的武器,但蜜蜂蛰针和毒液在蜜蜂结团防御胡蜂这一过程中发挥的作用一直没有详细研究,其原因可能是胡蜂体表有厚厚的角质层,一直以来人们认为蜜蜂的蛰针无法刺穿胡蜂的盔甲,故其没有防御胡蜂的作用。

  最近,版纳植物园化学生态研究组通过巧妙的实验,发现东、西方蜜蜂和凹纹胡蜂在结团的过程中都有伸针行为,蜜蜂蛰针释放的报警信息素(主要有效成分为乙酸异戊酯)和凹纹胡蜂蛰针释放的报警信息素(主要有效成分为二庚酮、二壬酮和二十一酮)能够迅速吸引同伴加入防御胡蜂的结团活动。

  此外,蜜蜂的蛰针还能刺入胡蜂的颈部、节间膜等一些脆弱部位,从而杀死凹纹胡蜂,当蛰刺和结团产生的高温组合在一起时,结团对胡蜂的致死作用明显提高。

  本研究揭示了蜜蜂的蛰针和蛰针释放的蜂毒在防御胡蜂方面也起到重要作用,相关结果以Lethality of Honey Bee Stings to Heavily?Armored Hornets为题在线发表在国际学术期刊 Biology上。

        (本文首发于中科院之声微信公众号,访问链接:https://mp.weixin.qq.com/s/N_dEYQS4gR9cOqTP49yCNQ

 

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