偽裝大師“科氏翠蛛”:在螞蟻-植物-蜘蛛的模仿之間自如切換
一種微小的、五顏六色的跳蛛“科氏翠蛛”採用了兩道防線來避免被吃掉:模仿植物的外形偽裝和像螞蟻一樣行走。研究人員5月17日在《iScience》雜誌上報告說,這種偽裝和運動模仿的組合有助於蜘蛛躲避吃同類的蜘蛛,但不能阻止飢餓的螳螂。
模仿螞蟻是一個很好的防禦選擇,因為除了食蟻獸這種專業食客,大多數捕食者都不愛吃它們,螞蟻通常有帶刺的防禦和會咬人的下顎,而且它們作戰英勇,許多品種還攜帶化學驅蟲劑或毒液。儘管這項研究的重點蜘蛛–Siler collingwoodi “科氏翠蛛”已經知道它以類似螞蟻的方式行動,但研究人員想知道它的模仿有多準確,它是否模仿不止一種螞蟻,以及這種模仿在阻止捕食者方面有多有效。
研究小組還探討了該蜘蛛的絢麗色彩的作用。第一作者、北京大學的生態學家Hua Zeng說:”與典型的模仿螞蟻的蜘蛛不同,S. collingwoodi有絢麗的身體顏色,模仿螞蟻的棕色或黑色。從人類的角度來看,它似乎與環境中的植物融合得很好,但我們想測試一下它們的身體顏色是否起到了偽裝作用,以抵禦捕食者。”
這是一張Siler collingwoodi的照片,一種能夠模仿螞蟻的蜘蛛,在一朵花上
為了了解模仿螞蟻如何幫助這些蜘蛛避免被吃掉,研究人員從中國海南南部的四個地理位置收集了野生模仿螞蟻的蜘蛛,並將它們帶回實驗室。為了進行比較,他們還收集了另一種不模仿螞蟻的跳蛛,以及他們認為可能作為模型的五種共同出現的螞蟻物種。
回到實驗室後,研究人員對螞蟻和蜘蛛的運動方式進行了描述和比較,包括它們如何使用各個肢體,以及它們的速度、加速度,還有它們是沿著一條直線還是走一條更曲折的軌跡。
他們發現,S. collingwoodi並不像大多數跳躍型蜘蛛那樣跳躍,而是像螞蟻一樣移動:通過抬起前腿來模仿螞蟻的觸角,晃動腹部,並抬起腿來以螞蟻的方式行走。在五個螞蟻物種中,蜘蛛的行走方式與三個較小的螞蟻物種最相似,它們的體型也更接近於它。
“S. collingwoodi不一定是一個完美的模仿者,因為它的步態和軌跡與多個螞蟻物種表現出高度的相似性,”Zeng說。”作為一個一般的模仿者,而不是完美地模仿一個螞蟻物種,可能有利於蜘蛛,如果螞蟻模型占據不同的棲息地,它們可以擴大其範圍。”
接下來,研究人員測試了蜘蛛對兩種可能的捕食者的防禦能力:一種具有彩色視覺的類似大小的跳蛛,專門捕食其他蜘蛛(Portia labiata)和一種螳螂(Gonypeta brunneri),它是一種具有單色視覺系統的通用捕食者。
這是一個圖形摘要,解釋了跳蛛Siler collingwoodi如何模仿螞蟻的行走方式以避免被吃掉。這些蜘蛛的顏色也很鮮豔,這可能有助於它們與植物進行偽裝。資料來源:Zeng等人。
為了探索顏色偽裝的作用,研究人員模擬了兩種捕食者如何在蜘蛛生活的兩種植物–開紅花的西印度茉莉(Ixora chinensis)和福建茶樹(Carmona microphylla)的背景下感知S. collingwoodi相對於其他獵物物種。他們發現,模仿螞蟻的蜘蛛在茉莉花植物上比在茶樹植物上能更好地偽裝起來,不被蜘蛛和螳螂的捕食者發現。
當捕食者可以選擇模仿螞蟻的蜘蛛和另一種跳躍的蜘蛛時,捕食的蜘蛛更有可能攻擊非模仿者;在17次試驗中,蜘蛛發起了5次攻擊都是針對非模仿者的。然而,螳螂對兩種獵物的攻擊都同樣迅速。
“我們最初以為兩種捕食者在反捕食實驗中會有類似的表現,但事實上,Siler collingwoodi的模擬螞蟻運動只對跳蛛捕食者起作用,而螳螂則對螞蟻和模仿者都表現出不加區別的攻擊,”資深作者、北京大學的進化生態學家張偉說。
這種差異可能是由每個捕食者因吃螞蟻而受傷的可能性驅動的。螳螂比它們的獵物大得多,所以它們可以在吃刺蟻時不冒嚴重受傷的風險,但捕食性蜘蛛就不是這樣了。
“對於蜘蛛捕食者來說,隨意攻擊一隻螞蟻可能會導致受傷,所以它們是非常謹慎的捕食者,只有當它們能夠高度確定地將S. collingwoodi與螞蟻區分開來時才會攻擊,”張說。
然而,失去肢體損害了模仿螞蟻的蜘蛛避開捕食蜘蛛注意力的能力,可能是通過阻止它們準確模仿螞蟻。