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虫草之战:毒与术的较量

刘光裕 版纳君 2021-05-30

▍乳草:一种能够分泌“毒奶”的毒草

乳草(英文名Milkweed,拉丁名Asclepias syriaca),又名“蝴蝶花”,属于夹竹桃科马利筋属植物。原产自美国到墨西哥一代的美洲。乳草受伤之后会流出白色乳汁,富含毒素,是一种著名的有毒植物。

乳草有毒,但被世人所熟知却是因为它与著名的帝王蝶生存息息相关。帝王蝶每年会在美洲迁徙,形成蔚为壮观的蝴蝶大迁徙,备受全世界人民的关注。帝王蝶宝宝的食物,就是这种有毒的植物。

乳草到底有何“人生”智慧?今天我们用两个故事来讲述这种植物与虫子之间的战争。第一个是乳草与帝王蝶之战;第二个是乳草与“蚜虫-蚂蚁联军”之争。

一、先讲帝王蝶与乳草之“帝王御毒有方、乳草暗度陈仓”

绝命毒师:帝王蝶的御毒术

乳草有毒,帝王蝶有术。帝王蝶的幼虫便专门以乳草的叶子为食。斑马纹的毛虫孵化之后便会在乳草嫩叶上大快朵颐,“放毒、吃毒、储毒,最后用毒”,堪称自然界的“绝命毒师”。

帝王蝶幼虫

那么,帝王蝶毛毛虫是如何抵御乳草毒素的攻击的呢?

首先,帝王蝶毛虫在进食之前,会将乳草叶片的叶脉切断,先把叶片中的毒素放掉,以减轻叶片(食物)中的毒素;另外,咬断叶脉之后,可把叶片运输毒素的“后勤”管道切断,以减少叶片在受伤之后,启动的毒素攻势,减少远处运输而来的乳汁毒素。毛毛虫一招制敌的“切断大动脉”的招数,可谓一举两得。

▍帝王蝶幼虫很“聪明”,具有排毒后再食的智慧


当然,乳草叶片中蕴含的毒素不可能全部排干净。这时候,帝王蝶幼虫便启动了第二个“吸毒储毒”的招数。帝王蝶毛虫体内具有独特的解毒器官,会将摄入体内的毒素储藏起来,用来防御天敌(这也是它为啥没有毛的原因之一),减少鸟类等天敌的攻击。有了毒素的保护,它可以肆无忌惮的在叶片上进食,无需担心天上飞来的横祸。

帝王蝶幼虫积累的毒素到了蝴蝶阶段还有作用。体内积累了大量毒素的蝴蝶在求偶、甚至之后的产卵过程中,还可以保护蝴蝶免受天敌攻击。帝王蝶在大迁徙过程中,也会拜访乳草花朵,摄取花蜜,帮助帝王蝶获得养分,帝王蝶也会帮助乳草传粉,完成传宗接代。帝王蝶与乳草形成了自然界最著名的动植物关系之一。

为了保护帝王蝶成功的大迁徙,美国加拿大的生态学家会鼓励孩子们种植乳草,帮助帝王蝶大迁徙,以公众科学的方法,鼓励孩子们参与到物种保护的事业中来。


乳草攻势一:斩杀帝王蝶宝宝 

帝王蝶如此强大的御毒之术,把乳草啃噬得“满目疮痍、面目全非、惨不拉几”,难道乳草就如此坐以待毙?当一个怂包?默默的忍受帝王蝶毛虫的虐待?

当然不是的。

乳草自有奇招,对付帝王蝶幼虫。在前面我们讲过,帝王蝶幼虫会切断乳草叶脉阻断乳汁。然而并非所有的毛虫都具有这种“切脉”能力。只有个头较大,长大了的毛毛虫才有“切脉”神功。对于低龄的毛虫,它们尚无法应对毒乳汁。对于这些柔弱的儿时毛毛虫,乳草则痛下杀手。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=o0741doucbb&width=500&height=375&auto=0▍乳草会集中火力选择在毛虫最弱小的时候杀死它们

乳草叶片在受伤之后,会快速、大量流出有毒的乳汁,先用淹死的手法,灭掉一些小帝王蝶毛虫;再用胶水的方式,堵上毛虫的嘴,再杀死一些小毛毛虫。小毛毛虫在尚未学会“咬脉放毒”之时,一旦咬到叶脉,乳草便会用洪水淹、胶水粘、药水毒的猛烈手段,将大部分毛虫杀死。研究发现,只有三分之一的帝王蝶小毛毛虫能活过第一龄。(Chemoecology 1992)

此外,乳草还有“暗度陈仓”的手法对付活过第一天的小帝王蝶毛虫。乳草会把最凶猛的毒素“悄无声息”地运输到那些小毛毛虫啃噬的地方,用最彪悍的毒,对付最弱小的虫。两组大招之后,所能存活的毛虫就实在不多了。

对于那些坚强活下来,已经长大,可灵活切断叶脉放毒储毒的大帝王蝶毛虫,乳草就只能认命了。它也彻底放弃了抵抗,当大毛虫啃噬的时候,它就连“毒奶”也不流出。只能“乖乖躺着、流着老泪”,任由帝王蝶毛虫蹂躏。

乳草通过这种集中火力,进攻帝王蝶幼虫最脆弱之初,让不会动的植物取得了一定的优势。使得乳草和帝王蝶之间保持了微妙的平衡。


二、再讲“蚁蚜狼狈为奸、乳草妙计破联”

狼狈为奸:蚜虫与蚂蚁的联合盟军

乳草的另外一种天敌是一种蚜虫(萝藦蚜Aphis asclepiadis)。萝藦蚜虫同样是一种神级别的“用毒”高手。蚜虫是刺吸式的吸食植物的汁液,它把针管一样的口器插入植物之中,吸食营养。在吸食美味的同时,会把多余的糖分和毒素即时的排出体外,以免得“糖尿病”或中毒身亡。与常规植物不同,乳草具有白色乳汁,是非常危险的有毒植物。萝藦蚜对此却不以为然,能够进退自如,堪称“武林高手”。

乳草上的萝藦蚜四两拨千斤,边喝“毒奶”边把毒素逼出体外。好比丘处机丘道长的逼酒功力,萝藦蚜的武学绝技与武当派有的一拼。对于萝藦蚜虫来说,再牛掰的毒奶,老子想喝就喝。喝不完的,留给盟军蚂蚁尝尝。

▍乳草上黑山蚁正在照顾萝藦蚜,两者形成联军关系

蚜虫在吸食物、排出糖分的同时,会吸引蚂蚁前来帮忙。蚂蚁与蚜虫形成互助的关系。蚜虫撒尿给蜜露,蚂蚁饮蜜护蚜虫。在乳草上,有萝藦蚜的地方,就会吸引来一种蚂蚁(黑山蚁Formica podzolica)前来保护萝藦蚜。

在乳草上,蚂蚁可为蚜虫提供全方位的保护,不仅可赶走吃蚜虫的天敌,而且为蚜虫提供了一个干净的生存环境。蚂蚁与蚜虫的这种联合盟军,看起来非常完美。蚁蚜联军,彼此有利,且对谁也无害,可谓配合的天衣无缝。

当蚁蚜联军笑得合不拢嘴的时候,乳草只能默默忍受欺吗?乳草能有什么办法对付联军呢?


乳草攻势二:赶不走敌人就打跑敌人的保护神

“福兮祸之所伏、祸悉福之所倚”,大自然自有巧妙的平衡之术。科学家通过细致的研究,又一次为我们破解了乳草的战争智慧。

虽然,乳草已经拥有“毒奶”系统,强大的化学武器,常常用足以毒死一头牛的药量来KO对手。但在小小的蚜虫面前,它的毒奶却显得无力且苍白。再加上盟军黑山蚁的强力保护,乳草想要进化出点“声东击西、围魏救赵”的策略就比较困难了。

蚂蚁与蚜虫“狼狈为奸”的组合,一般具有非常强大的杀伤力,盟友关系非常稳定。这一回乳草还能有啥招呢?

2017年,几位生态学家又为我们揭开了乳草的策略,其自保的策略和过程极为精妙(Ecology 2017)。

研究发现,虽然乳草拿蚜虫没办法(人家有丘处机的滴酒神功),但乳草可以“隔山打牛”,先把盟军黑山蚁给瓦解掉。

乳草的“毒奶”,经过蚜虫的过加工浓缩和各种过滤之后就成了另外一种真正的“毒酒”。蚂蚁喝了之后虽能保条小命,毒不至死,但却产生了厌恶感,不愿再多喝,纷纷离蚜虫而去。(这也就是为什么在中国常见的马利筋上面,蚜虫不大有蚂蚁在旁边保护的原因之一。)

▍没有了蚂蚁的保护,萝藦蚜很容易受到攻击

没了蚂蚁的保护,蚜虫的天敌们就杀回来了。食蚜蝇、瓢虫等等,以蚜虫为食的昆虫们,间接回来接管了战场,咔咔咔,大快朵颐,吃了这群肥美的蚜虫小鲜肉。

没有刀光剑影、没有战火硝烟。一场凶险的战争之后,乳草又巧妙地与萝藦蚜虫找到了微妙的平衡关系。你中有我,我中有你,彼此相恨相生。

乳草就是这般厉害,四两拨千斤,利用毒素的远程打击,实现保护自我,策略堪又称一绝。以上这些故事,在中国常见的园艺植物马利筋上也可观察得到,感兴趣者可去一探究竟。

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参考文献:Zalucki, M. P., & Brower, L. P. (1992). Survival of first instar larvae of danaus plexippus (lepidoptera: danainae) in relation to cardiac glycoside and latex content of asclepias humistrata (asclepiadaceae). Chemoecology, 3(2), 81-93.

Züst, T., & Agrawal, A. A. (2017). Plant chemical defense indirectly mediates aphid performance via interactions with tending ants. Ecology,98(3), 601-607.

Rasmann, S., Erwin, A. C., Halitschke, R., & Agrawal, A. A. (2011). Direct and indirect root defences of milkweed (asclepias syriaca): trophic cascades, trade‐offs and novel methods for studying subterranean herbivory. Journal of Ecology, 99(1), 16-25.

Nielsen, C., Agrawal, A. A., & Hajek, A. E. (2010). Ants defend aphids against lethal disease. Biology Letters, 6(2), 205.

图片和视频均来自网络(文章插图、BBC等)

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