大黃蜂是一堆足智多謀的東西:當花粉稀少且巢附近的植物尚未開花時,工人們已經開發出一種迫使它們開花的方法。最近發表在《科學》雜誌上的研究表明,昆蟲刺穿植物的葉子,使它們平均比原先提前30天開花。目前尚不清楚該技術如何演變以及植物為何通過開花來響應大黃蜂叮咬。但是研究人員說,在這樣一個熟悉的生物中發現新行為是很了不起的。
美國地質調查局位於科羅拉多州的柯林斯堡科學中心的生態學家約翰·莫拉說:「這是發現罕見的自然現象的真正罕見的研究之一。」 他說,新發現「提供了有關該行為的廣泛程度及其發生原因的各種問題和可能的解釋」。
研究合著者蘇黎世瑞士聯邦技術學院的化學生態學家Consuelo De Moraes說,她和她的同事們在一項無關的實驗室實驗中觀察到一種大黃蜂,當時他們注意到這種昆蟲正在破壞植物的葉子,想知道為什麼。她說:「起初,我們想看看他們是在移走組織還是以植物為食或將[葉材料]帶到巢中。」 而且由於以前的研究表明,壓力可以誘導植物開花,所以德莫賴斯和她的同事們還想知道蜜蜂是否會按需開花。
為了找出答案,研究小組將缺乏花粉的大黃蜂以及西紅柿和芥菜植物放入網箱中。蜜蜂很快用其下頜骨和長喙在每種植物的葉子上切了幾個洞。作為一項測試,研究人員試圖用鑷子和剃刀在其他植物中複製大黃蜂的危害。兩組受傷的葉子的開花速度都更快,但是蜜蜂刺穿的植物比科學家割下的花朵早了幾周,這表明昆蟲唾液中的化學物質也可能參與其中。
接下來,研究人員離開實驗室,調查大黃蜂是否會繼續破壞其巢附近的非開花植物,即使離開花植物很遠也是如此。他們是這樣做的。研究共同作者,化學生態學家馬克·梅舍爾(Mark Mescher)表示:「如果他們不得不在更遠的地方覓食以尋找花朵,那麼在鳥巢附近進行這種破壞性的行為可能仍然有意義。」
梅歇爾說,這些發現表明蜜蜂的行為是一種使花粉覓食效率最大化的適應性,但它們並不能最終證實這一假設。加州大學戴維斯分校的昆蟲學家尼爾·威廉士(Neal Williams)沒有參與這項研究,他說,這種可能性要令人信服,需要進行更多的研究。他說:「為了使某些事情真正被定義並清楚地理解為適應性的,我們希望能夠說這種行為正在演變,因為它為殖民地帶來了一些相對適應性的好處。」 在蜜蜂和其他親社會生物中,一個女王產生後代,而工人則是不育的,因此自然選擇會在整個巢穴中進行。
將來,科學家們可以研究這種行為可能如何演變以及在其他野生大黃蜂物種中的分布情況,以及蜜蜂叮咬後在分子水平上植物中正在發生的變化。了解這些問題可以幫助更好地預測大黃蜂在未來的壯成長,因為氣候變化可能會通過改變開花時間,昆蟲冬眠和遷徙的時間來顛覆授粉植物與植物之間微妙的同步關係。梅歇爾說:「從根本上說,隨著氣候變化,環境變得難以預測。」 「但是我們發現可能會減輕因氣候變化而造成的破壞。」