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《了不起的蜜蜂》

夏艳 茶路心语
2024-09-05





    作者简介


作者:索尔·汉森

知名生物学家,野生动物保护主义者,古根汉研究员,斯威策基金会研究员。本科毕业于雷德兰兹大学,经爱达荷大学和(哥斯达黎加)热带农业研究所联合培养获得博士学位。著有《种子的胜利》《羽毛》等畅销书。



     演化中出现的利他主义



在看这本书前,相对来说,我较熟悉的是蜜蜂,社会性昆虫。第一次接触生物学利他主义,利他主义的一个典型例子是社会性昆虫(即有工虫的种群),如蜜蜂。在此类物种中,有些物种的工虫已经完全丧失了繁衍能力。


水尾熊蜂也是是生物学利他行为的主要代表。工蜂通过牺牲自己的繁衍机会增加另一方的繁衍机会,即蜂王(下方居中、体型较大的蜂)。


这种情况被称为汉密尔顿法则,这一法则已经在自然界观察到的各种利他行为中得到了验证。此外,自汉密尔顿提出该理论以来发现的所有真社会性案例都涉及家庭关系。


利他主义是一种道德原则和道德理论,主张把社会利益放在第一位,为了社会利益而牺牲个人利益的生活态度和行为的原则。



    独居蜂


以前凡是切割叶片建巢的我都说是切叶蜂,看了这本书后,才知道切叶蜂下面有很多属,其中壁蜂就是一个大范围的切叶蜂。


下面跟着书本学习一下壁蜂。


壁蜂属于蜜蜂总科、切叶蜂科、壁蜂属,是野生的独居性昆虫,全世界已知的壁蜂大约有70多种。


壁蜂属的蜂类已被证明是苹果及其他果树的有效传粉昆虫,它们喜欢将自己的巢筑在天然空心的芦苇管或有孔洞的木材中,用泥浆、碎的叶片或两种混合物分隔巢室、密封巢穴,因此,它们有时也被称为“果园中的泥瓦匠蜂”。



上图看似简单的独居蜂巢穴其实是竞争异常激烈和充满危险的地方。在不急于觅食的时候,壁蜂会全力保护它们的巢穴并应对这些威胁。往里看,你经常会看到壁蜂妈妈那双毛茸茸的眼正怒视着你。就像法老墓的入口一样,它们还会用厚泥块封住洞口。而且,壁蜂会把它们最宝贵的财富藏在巢穴最深处。


那什么是最宝贵的财富呢?


像蚂蚁、胡蜂和其他昆虫一样,雌壁蜂也可以预先决定其后代的性别:受精卵成长为雌性,未受精的卵则成长为雄性。它们在交配过程中会将精子储存在靠近卵巢底部的一个特殊的囊中,并通过这个囊来控制这种性别的转换。


这个系统让雌性壁蜂掌握了主动权,它们会将宝贵的雌性后代安置在巢穴的深处,任何寄生虫(或饥饿的盗寄生蜂)只有排除万难才能找到它们。巢穴深处的雌性壁蜂孵化点得到了精心呵护,里面装满了花粉,比入口附近的雄性孵化点多了一倍。


对雄性壁蜂来说,这体现了一个冰冷的逻辑:壁蜂的基本生物特性是雄性壁蜂不宜太多。只要有足够的雄性存活下来用于繁殖,其余的雄性就可有可无了。

然而几乎所有壁蜂都有天敌,这让我想起了迈克尔·恩格尔的一句话:“围绕膜翅目的主题就是寄生。”


当巢中的壁蜂幼虫已经长得又大又胖了。接下来发生的一幕堪比恐怖电影中的可怕情节。在确定一个目标巢穴后,齿腿长尾小蜂会将它的针状产卵器插入壁蜂巢穴,刺穿壁蜂茧,把卵产在壁蜂幼虫身上。在孵化过程中,齿腿长尾小蜂会生吞宿主,将壁蜂巢据为己有。吃饱后,齿腿长尾小蜂幼虫会像壁蜂幼虫一样把茧当作一个隐蔽的休息和变态的场所,最后辟出一条路来获取自由。


壁蜂孤独的生活方式虽然是成功的,但也充满着危险。寄生和捕食的持续威胁让壁蜂产生了一些特征的演变:一些壁蜂物种选择放弃独居生活。


对一些壁蜂来说,拥挤是栖息地有限带来的必然结果,毕竟找到合适的巢穴、悬崖或裸露的土壤并不容易。但至少我们可以用生物学中的传统观点“数量越多越安全”来解释一部分原因。


例如,如果你是一匹斑马,你从一头潜伏在草地上的饥饿狮子旁边走过,你就会变成一匹死斑马。但是,如果你和一群斑马走在一起,你的生存机会将大大增加。可以说,群聚降低了斑马个体的死亡风险。’对于独居的壁蜂,逻辑是相似的。壁蜂聚集在一起筑巢,有助于分散盗寄生蜂和其他寄生虫带来的危险。


但真正有趣的是,当独居的个体连续几代聚集在一起时,它们相似的习性又将产生新的行为。有些物种,比如蓝果树蜂,一直坚持独居的生活方式---每个巢穴只生活一只雌性;有些物种则会尝试合作,比如偶尔共享巢穴和食物、共同育儿和集体防御,最终产生了“真社会性”物种,比如我们最熟悉的蜜蜂。



   群居蜂 社会性蜜蜂的进化



进化不会从无到有地产生新事物,它总是基于已经存在的生命形式……

                    ——弗朗索瓦·雅各布《进化与修补》



书中提到许多蜂,蜜蜂总科是昆虫纲膜翅目中的一个较大的类群,包括蜜蜂科、切叶蜂科、分舌蜂科(泥水匠蜂)、地蜂科、隧蜂科(像胡蜂,和地蜂对头)、条蜂科(像熊蜂,也叫木匠蜂)和准蜂科(数量最少)7个科。其中,蜜蜂科属于社会性生活方式,众多的个体生活在同一巢穴中且具有社会分工。


在白垩纪中期,即恐龙的鼎盛时期,一群勇敢的泥蜂放弃了其祖先的生活习性。不久之后,它们进化为蜜蜂,蜜蜂是白垩纪中期一种泥蜂的素食后代,


它们如何进化及为什么进化?


设想第一代蜂发现了一种规模巨大且大部分未开发的资源花,它们的食物得以从动物的躯体转变为花所提供的养分,从而使觅食对它们而言变得非常方便。当其他蜂类需要为自己找到一种食物,并为后代寻觅完全不同的食物的情况下,泥蜂已经实现了“一站式购物”。一朵花既带给它们甜甜的花蜜,又为其幼虫提供了富含蛋白质的花粉。


苍蝇、蜘蛛和其他狡猾的猎物有时难以捕捉甚至充满危险,然而,花丛中的花儿既不会反抗,还会用诱人的颜色和香味来表明它们的位置。


我们并不知道泥蜂是什么时候转变为蜜蜂的,也不知道这一转变是怎样发生的,但毫无疑问,这个转变带来了益处。现在,蜜蜂的数量几乎是泥蜂的3倍。


当然,蜂类食用花粉是一种行为,不是一种生理特性,而行为并不能体现在化石上。要想确认进化史上的第一只蜜蜂,你必须找到一个蜂巢化石。


迈克尔·恩格尔研究过的蜜蜂化石比其他任何人都要多,也进行了许多思考。
迈克尔说:“我喜欢的一个假设是,泥蜂在一次采集花蜜时,身上偶然沾了花粉,并将其带回了巢里。”这个假设还只是推测。


泥蜂也可能是为了捕捉花朵上的猎物苍蝇或其他昆虫,才沾上了花粉,或者猎物以花粉为食。不管怎样,一旦花粉频繁出现在巢穴中,泥蜂幼虫就有可能把花粉也当作它们的食物吃掉。


用迈克尔的话说,一旦偶然形成了这种食物链,泥蜂后代食用花粉就会逐渐成为必然。花更多时间采集花粉的雌性泥蜂可以避开巨大的危险。与狩猎的风险相比,采集花粉相对安全。捕食是一种危险的游戏。猎物会进行自我保护,一旦泥蜂的翅被撕裂,或者口器被损坏,它们就会陷入巨大的麻烦。


自然选择会偏爱花粉采集者,它们平静的生活方式有助于它们活得更长,繁衍更多的后代。

随着它们进化出有助于收集和携带花粉的独特的绒毛和其他特征,它们形成了新的觅食习惯。

目前已知最古老的蜜蜂化石记录距那时已有5500万年,在蜜蜂的进化史中留下了一个巨大的空白。


迈克尔说:“早期蜜蜂的生活地点可能恰恰是最不容易留下化石的地方。”几条证据表明,蜂和许多早期的花朵都是在干燥、炎热的环境中进化而来的。即使在今天,最繁盛的蜂类群落也不存在于多样化的潮湿热带地区,而是在地中海盆地或美国西南部等干旱地区。


化石的形成必须具备化石本身缺少的东西——水。一个生物通常需要在缺氧的地方迅速被沉积物覆盖才能变成化石,因为缺氧条件下腐烂的速度会有所延缓。因此,化石的形成主要发生在水下,如沼泽、湖泊、河流和浅海的底部。


琥珀为蜂类的进化提供了完美的证据,保留了蜂类采集花粉的生活方式(有时是花粉本身)的所有相关细节。↓


透过照片,化石看起来也非常逼真,美轮美奂、光彩夺目。

最古老的琥珀可以追溯到6500万至7000万年前,它出土于新泽西州的一个矿床,这个矿床还出土了很多开花植物化石。这只蜜蜂位于一大块淡黄色的琥珀中,它是一只雌性工蜂,与现在热带地区常见的无刺蜂没有差别。作为有着复杂社会结构的蜂群,无刺蜂是从更原始的独居蜂进化而来的。


在发现这枚化石之前,专家们只能推测蜜蜂进化的时间。一切显而易见,所有的关键步骤(比如身体特征和社会行为)都是在早期发生的。蜜蜂的祖先可能是一种泥蜂,在远古时期它们的外部结构和行为与今天的蜜蜂非常相似。



     



这是一本融合了昆虫学、蜜蜂的生存现状以及蜜蜂的未来的发人深省又有趣幽默的科普随笔。


在无人关注的角落里,蜜蜂影响着人类生活的方方面面。它们参与了人类的历史,主导着人类1/3的食物,也将参与人类和其他生物的未来。


早在公元前3000年之前,埃及人就掌握了蜜蜂养殖技术,人们在相当长的时间里把它当作能量的重要来源。进入现代,蜜蜂作为生态循环中重要的一环,影响人们的生产活动,在无人在意的地方点缀着人们的生活。随着人类活动范围不断扩大,蜜蜂的生存环境正不断遭受挑战。十几年前被发现的蜂群崩溃综合征给人类敲响了警钟。虽然随着时间的推移,类似的蜂群突然消失事件已不多见,但如何处理与蜜蜂的关系已经成为人类必须要解决的问题。


人类与这种长着6只足的生物在过去有着一段美好而重要的交互历程。它们与我们的历史、民间传说、食物有着千丝万缕的联系,也将与我们的未来互相牵绊。



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