为了更好生活,连蜜蜂都知道要“耕作”!

作者: Lucorta92

来源: 果壳网科学人

发布日期: 2016-12-02

巴西坎皮纳斯大学的克里斯蒂亚诺·梅内塞斯和同事发现,巴西的一种无刺蜂会“栽培”真菌以养育幼虫,这种现象类似于昆虫的“农业”行为。这种无刺蜂的蜂后和工蜂通过特定的流程孵育幼虫,幼虫需要食用真菌才能存活。梅内塞斯的研究揭示了这种蜂与真菌之间的互利共生关系,以及蜂蜡中真菌的生长依赖于幼虫食物的营养。这种蜂类的扩张通过分蜂行为完成,工蜂负责在蜂巢内传播真菌并将其转移到新巢。梅内塞斯认为,真菌可能为这种蜂提供保护,防止食物腐败。

春种一粒粟,秋收万颗子。农业的产生让人类开始定居生活,文明的种子因而生根发芽。有趣的是,会从事耕作的动物似乎并不只有人类。从切叶蚁到黑翅土白蚁,许多社会性昆虫也有着类似的“农业”行为。巴西坎皮纳斯大学的克里斯蒂亚诺·梅内塞斯和同事发表于《当代生物学》上的论文中揭示,巴西的一种无刺蜂也会“栽培”真菌——为了养娃。

故事开始于一段悲剧的博士生涯。

几年前,当时还是生态学博士生的梅内塞斯试图在人工条件下培育一种蜜蜂的蜂后。他研究的蜜蜂是一种巴西的无刺蜂,在这个物种里,培养蜂后专用的蜂王浆是不存在的。一只雌性幼虫是成为蜂后抑或变成普通工蜂,只取决于它们吃多少——蜂后的进食量是工蜂的6倍。然而,几天后,一些白色菌丝开始飞快地生长并且杀死了全部幼虫。几次重复实验的结果都一样。

梅内塞斯尝试过使用药物或者通过物理方式清除这些真菌,最后都没能解决问题,幼虫的存活率还是很低。

所幸,梅内塞斯读到了孔塞桑·卡马戈的一篇文章,她是人工饲育无刺蜂幼虫的先驱。在文章中,她提到自己会在开始培养几天后就撤去湿润的条件。于是,他也开始了同样的尝试。在这样的条件下,他终于收获了超过90%的幼虫存活率。是什么带来了这样的改变?梅内塞斯观察到,那些神秘的真菌会在头几天内大量增殖,然后就消失不见。他将目光投向那些“吃货”幼虫身上:“我猜测这些真菌是被幼虫吃掉了。”

梅内塞斯研究的这种无刺蜂有着固定的孵育幼虫流程。首先,保育蜂会产生半流体食物,并预分配到抚幼室中。之后,蜂后会在食物上产卵。工蜂届时将封闭抚幼室,直到幼虫成熟才将之开启。在幼虫开始孵化时,一种真菌也在抚幼室中开始扩增——正是他在实验室看到的真菌。这些真菌至幼虫三日龄时达到最多,而在随后的两天内,幼虫会通过绕着抚幼室做环形运动,用上颚切断菌丝,把它们一点一点吃掉。

为了确定这些幼虫是不是需要这些真菌才能存活,梅内塞斯对幼虫食物灭菌,直接饲喂一组幼虫,而对另一组幼虫,则在食物里重新混入真菌菌丝再饲喂。结果吃了含真菌的幼虫,成活率要远高于没吃的。梅内塞斯确定这些幼虫需要吃掉这些真菌才能存活。经过对蜂巢和无刺蜂进行分别检测,他发现这些真菌只存在于组成蜂巢的“建筑材料”——蜂蜡之中。

而尽管蜂蜡被用于建造不同的蜂巢结构,但只有在抚幼室蜂蜡中的菌丝,在接触到半液体的幼虫食物时,才能开始迅速扩增。

随着观察和研究的深入,梅内塞斯在这种无刺蜂中看到了从未被人发现的景象——一个粗放却代代相传的“农业”系统。这种群居蜂类的扩张是通过分蜂行为来完成的,一群工蜂和一只蜂后从原来的蜂巢出发,迁移到新的领地,筑起新巢。工蜂会带着从母巢带出的食物、建筑材料等资源到达新巢,蜂蜡也随之被搬到新巢。这种母巢和新巢之间的联系,直到新巢完全落成、新蜂后就位并开始产卵时才会终止。

梅内塞斯表示,他们认为真菌为这种蜂提供保护的可能性更大。他在实验中发现没有这种真菌的幼虫食物非常难闻,并且有腐败迹象。这些红曲属真菌的次级代谢物可能能保护这些食物免受细菌污染。事实上,在与这些蜜蜂大洋相隔的亚洲,人类一直在用一些类似的真菌来保存食物。

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