第二节生物攻击与防御行为研究的新进展
一、生物攻击行为研究的新成果
（一）探索微生物攻击行为的新信息
1．研究真菌攻击行为的新进展
由基因组揭示蜜环菌对森林的攻击破坏行为。[41] 2017年11月，西匈牙利大学与匈牙利科学院联合组成的一个研究团队，在《自然·生态与演化》杂志发表论文，报告了蜜环菌四个物种的基因组，并通过分析其基因机理，揭示这些真菌感染植物和攻击森林的破坏行为，为控制它们的危害提供新思路。
蜜环菌属囊括了地球上最大的陆生生物体，以及最具破坏性的森林病原体。一个被称为“巨型真菌”的蜜环菌，个体覆盖面积达965公顷，重达544吨，是目前地球上最大的陆生生物体之一。蜜环菌属于真菌病原体，在全球各森林和公园中的500多种植物上，都可见到它们。它们会先杀死宿主的根，然后分解根部组织，引起烂根病。蜜环菌会在受感染的植物周围成群产生大量子实体，还会生成菌索，即1毫米至4毫米宽的绳索状组织，它们在地下生长，搜寻新根，最后长成难以匹敌的庞然大物。
此次，该研究团队对包括奥氏蜜环菌、粗柄蜜环菌等在内的四种蜜环菌进行了基因组测序。研究人员把这些蜜环菌基因组，与22种亲缘真菌进行对比，发现蜜环菌的某些基因家族扩增了。这些扩增的基因家族，与多个病原性相关基因和可以分解植物组织的酶存在联系。
研究团队还在菌索中鉴定出，大量与菌索扩散及新植物定殖相关的基因。对于复杂多细胞生物相关的基因，菌索和子实体表现出类似的基因表达。研究人员认为，它证明这两种结构具有共同的发育起源。他们指出，这项成果有利于充分认识蜜环菌对森林的破坏性，为制定烂根病的防治对策奠定重要基础。
2．研究病毒攻击行为的新进展
揭示裂谷热病毒的狡猾攻击行为。[42] 2024年10月，中国科学院武汉病毒研究所研究员彭珂和曹晟领导的研究团队，在《细胞》杂志上发表论文称，如果把宿主细胞比喻成城堡，则可以把裂谷热病毒比喻成入侵者。城堡有自己的守卫部队（转录因子复合物IIH，TFIIH）和城墙（IFN-I干扰素免疫通路相关基因），共同构成防御系统（抗病毒免疫反应）来抵御入侵者。
研究表明，裂谷热病毒具有令人意想不到的攻击行为：其非结构蛋白NSs就像是一个狡猾的“间谍”，能够潜入城堡内部，并且操纵城堡的工匠（宿主E3泛素连接酶组分FBXO3）制造出一种新的武器（纤维状FBXO3-NSs泛素连接酶）。这个新武器能够精确地识别并清除城堡的守卫部队（TFIIH复合物），没有了守卫部队的维护，城墙（IFN-I干扰素免疫通路）便无法得到及时的修复和加固，城堡逐渐变得脆弱，无法抵抗入侵者的进一步侵袭。这样，病毒就能够在宿主细胞内自由地复制和扩散，最终完全占领并侵袭更多的宿主细胞。
基于此研究，未来有望将NSs改造成为蛋白靶向降解的分子机器，可广泛应用于生物医学及转化的相关研究。与此同时，该研究也为针对NSs蛋白开发新型特异性抗病毒药物提供了理论基础。
（二）探索人类及动物攻击行为的新信息
1．研究人类攻击行为的新进展
发现人类暴力行为或扎根于演化树中。[43] 2016年10月，西班牙阿尔梅里亚干旱区实验站学者玛丽亚·戈麦斯及其同事组成的研究小组，在《自然》杂志上发表的论文称，他们研究发现，致命的人际暴力是灵长类所独有的，并且可能在演化过程中被继承。
人们已经知道，针对同类的暴力行为，在一些哺乳动物中十分常见，但在另一些哺乳动物(比如蝙蝠或鲸)中，却几乎闻所未闻。然而，人们尚不清楚人类的攻击行为，在多大程度上，是被自己在演化树上的位置所驱动的。一直以来，学术界都对人类暴力的心理、社会和演化起源感到困扰，难以厘清文化和非文化因素在其中的相对重要性。
该研究小组汇集了超过400万例死亡数据，并量化了从5万年前至今，来自137个属的1024个哺乳动物物种，以及600个人类族群中的致命暴力水平。他们的数据，取自多个人类和哺乳动物来源，并使用了系统发生比较工具，预测人际暴力造成的人类死亡总比例保持在2%左右，这一数据符合从史前人类中观察到的水平。
作者还研究了，从演化进程中推测的致命暴力水平，与在人类历史上实际观测到的水平有何差异。他们发现，人际间致命暴力的程度曾在历史上发生过改变，且大多是在人类社会政治组织交替期间。这一结果表明，文化能影响从演化过程中遗传的致命暴力水平。
2．研究动物攻击行为的新进展
⑴发现杀人蜂凶残攻击行为来自脑内的神经肽。[44]2018年6月，巴西圣保罗州立大学生物化学家马里奥·帕玛领导的一个研究团队，在《蛋白质组研究杂志》发表论文称，“凶残”杀人蜂(又称非洲蜜蜂)，以巨大毒性和凶猛攻击行为而闻名，它们的战斗特性可能来自一种神经肽。
该研究团队追踪了这些蜜蜂“杀手”大脑中的化学物质。结果发现，一种在非洲杀人蜂中存在较高水平的化学物，可以使不那么凶猛的蜜蜂变得“残暴”。而这些化合物也可能让其他动物更具攻击性。
蜜蜂会为了保卫蜂巢而战斗，甚至献出生命。杀人蜂尤其凶猛。20世纪50年代，非洲蜜蜂被引进巴西后，这种杂交品种出现了。到20世纪80年代，它们已经北侵美国，并在途中战胜了当地的蜜蜂。杀人蜂的大规模袭击已经造成上千人死亡。
研究蜜蜂社会行为的帕玛，想要了解这种攻击性的基础。他和同事在一个非洲蜜蜂蜂巢前，挥舞着一个黑色的皮球，并收集了那些在攻击过程中被困在球里的蜜蜂，以及留在蜂巢里的蜜蜂。研究人员把两组杀人蜂冷冻起来，将其大脑切片，然后分析切片识别蛋白质。结果显示，杀人蜂的大脑中有两种蛋白质迅速分裂形成一些神经肽。
蜜蜂的大脑存在抑咽侧体神经肽和速激肽。令研究人员惊讶的是，他们发现在触发蜜蜂攻击后的几秒内，其大脑产生了一些非常简单的神经肽，但留在蜂巢里的蜜蜂并没有制造这些神经肽。当研究人员把这些分子注射到年轻且不那么好斗的蜜蜂体内时，它们变得像成年蜜蜂一样好斗。
研究人员在其他昆虫身上也发现了这些分子，但它们似乎主要调节进食和消化，因此，很少有人把它们与攻击行为联系在一起。科学家希望，能利用这些发现，开发一种保护人们免受杀人蜂侵害的方法。
⑵飘飘鱼会通过照镜子评估自身的攻击力。[45] 2024年9月11日，日本大阪公立大学生物学家小林泰加及其同事组成的研究小组，在《科学报告》杂志上发表的成果显示，飘飘鱼在决定是否与另一条鱼搏斗前，会在镜子里检查自己的影像，并评估自己的体型。
飘飘鱼是一种珊瑚礁鱼，只有手指大小，外表非常鲜艳，它们是第一种通过镜子测试的鱼。镜子测试，通常用于判断动物，能否识别出镜子中出现的是自己身体，而非其他动物。现在，研究人员发现，飘飘鱼会利用镜子中的影像，来构建一个身体大小的心理图像，并将之与其他鱼类进行比较。
该研究小组首先测试了飘飘鱼发起攻击的意愿。在鱼缸的玻璃墙上，他们展示了另一条鱼的照片，这条鱼要么比真鱼大10%，要么小10%。无论照片中的鱼的大小如何，飘飘鱼都会选择一场战斗。然后，他们重复了测试，但这次增加了一面镜子，鱼检查了镜子中自己的影像。研究人员再次在玻璃墙上展示一张较大或较小的飘飘鱼照片时，飘飘鱼只选择与较小的对手战斗。
小林说：“这是出乎意料的，因为我们有一个印象，即这种鱼总是对对手表现出攻击性，无论对手的大小。”
由于鱼缸是被隔开的，飘飘鱼不能同时看到镜子中的自己和对手的照片，所以研究人员认为，飘飘鱼肯定是把照片与它们自己身体大小的心理近似值进行比较。
飘飘鱼是在没有镜子的环境中进化的，那么它们是如何获得这种技能的呢？小林认为，无论是在实验室还是在野外，在攻击之前知道自己的实力大小都是有益的。换句话说，这些鱼足够聪明，可以把镜子当作决策工具。
二、微生物与植物防御行为研究的新成果
（一）探索微生物防御行为的新信息
1．研究细菌对抗生素防御行为的新进展
⑴揭示细菌在抗生素攻击下的保命防御伎俩。[46]2013年12月，耶路撒冷媒体报道，以色列希伯来大学医学院迦底·格拉泽教授和物理学研究所娜塔丽·巴拉班教授领导的一个研究小组，第一次揭示出，某些细菌能够在抗菌治疗中存活下来的防御伎俩。他们的研究工作，有可能为找到一些新的方法控制这些细菌铺平道路。
已知一些细菌，可通过突变来对抗生素产生耐药，除此之外，还存在另外一些 “持久存在的细菌”类型，它们并没有抗生素抗性，而是在暴露于抗菌治疗时，继续以一种休眠或失活状态存在。当治疗结束时，这些细菌会随后“觉醒”，如何对付这些细菌，是医疗人员面对的一道难题。
到目前为止，人们已经知道这些类型的细菌，与天然存在于细菌中的HipA毒素存在关联，但科学家们并不知道这一毒素的细胞靶点，以及它的活性触发细菌休眠的防御行为。
该研究小组揭示了这种情况发生的机制。他们的研究表明，当抗生素攻击这些细菌时，HipA毒素会破坏一个化学“信号”的产生过程，而它对于细菌利用营养物质构建蛋白质来说是至关重要的。细菌将其解读为一种“饥饿信号”，表明此时不能进食，这使得细菌进入到失活或休眠状态。在休眠状态下，细菌能够存活下来直至抗菌治疗结束，它们就可以恢复其破坏性活动。
⑵细菌会通过坏死信号抵御抗生素。[47] 2020年10月，美国德克萨斯大学奥斯汀分校，微生物学教授拉西卡·哈尔谢领导的研究团队，在《自然·通讯》上发表论文称，他们研究发现，细菌群中一些细胞会通过牺牲自己，以保全菌群中的其他细胞有更好的机会，在抗生素的冲击下存活下来。这一发现，对于解决如今抗生素耐药性问题至关重要。
当一个细菌群中的细菌细胞死亡时，它们会释放出化学信号，科学家们将其称为“坏死信号”。这些信号就像一种预警系统，可以使存活的细菌细胞准备应对抗生素。
当数以十亿计的特定类型细菌如大肠杆菌，聚集在一起并利用其鞭状鞭毛在固态表面上整体移动时，就会形成一个细菌群。科学家们过去观察到，这些菌群对抗生素的抗性更强，而且，死亡的细菌会为菌群中仍然存活的细菌提供营养。然而，这是研究人员首次观察到一种由死亡细菌主动发出的信号。
哈尔谢和她的团队在大约10年前观察到，当细菌群移入到被抗生素治疗的区域时，细菌群中有大约25%的细胞会死亡。他们想知道，这种大规模的细胞死亡，是否真的有助于整个菌群的生存。
这项研究结果表明，这是真的。这些细胞在死亡时会释放出一种蛋白质，该蛋白质会与仍然存活的细菌细胞的表面结合。这就像一个信号一样，让菌群中的幸存者知道，应该开始利用名为外排泵的特殊分子机器，把抗生素排出细胞。哈尔谢说：“虽然这种耐药性是生理性的，但它使细菌有时间获得最终导致遗传耐药性的突变。”
如今，抗生素耐药性是医学上的一个严重问题，因为一旦某种细菌对几种抗生素药物产生耐药性，治疗人类和动物的感染就变得异常困难。通过了解这些难以杀死的菌群，在接触抗生素时能存活下来的一种机制，科学家也许能够使用治疗药物来靶向这一过程。
哈尔谢说：“干扰坏死信号能够增强抗生素的作用，并降低耐药性菌株出现的概率。”研究人员发现，在细菌群内部，一种细胞亚群似乎对抗生素更敏感，它们像是这个菌群的炮灰。通过发育出不同类型的细胞，菌群能够比单个细菌细胞具有更好的存活机会。
哈尔谢说：“许多临床上重要的细菌，都会在宿主外的恶劣环境中，经历感染周期的各个阶段，在这些环境中，成群的细菌通过坏死信号，增加了获得抗生素耐药性的机会。如果能更好地理解这一过程，我们就能够阻止它。”
2．研究细菌对极端辐射防御行为的新进展
揭示耐辐射奇球菌对极端辐射的防御行为。[48] 2024年12月9日，美国《国家科学院学报》报道，两年前，美国西北大学科学家领导的一个研究团队发现，耐辐射奇异球菌特别适合在火星恶劣、冰冻的环境中生存，如果埋在火星表面10米以下，能在火星上存活长达2.8亿年。这表明，它能够耐受比人类致命剂量高出数千倍的辐射剂量。
那么，这种小小的细菌，是如何对抗如此强大辐射的呢？时隔两年，研究团队终于揭开了其抵御强辐射行为的奥秘。
原来，耐辐射奇异球菌体内藏着一种秘密武器：一组简单的代谢产物。这些代谢产物与锰结合后，形成了一种强大的抗氧化剂，就像给细菌穿上了一层厚厚的“防护服”。事实上，这种抗氧化剂是由锰离子、磷酸盐和一个小分子肽组成的三元复合物。
这种三元复合物就像是一个超级小分队，每个成员都发挥着不可或缺的作用。锰离子提供力量，磷酸盐提供稳定性，而小分子肽则像是一个聪明的指挥官，负责将大家团结在一起，形成一个强大的整体。这个团队的力量，远远超过了锰与其他任一单独组分结合的效果。
借助先进的光谱技术，研究人员检测了微生物细胞中锰抗氧化剂的积累情况。他们惊讶地发现，微生物或其孢子能存活的辐射剂量，与其所含锰抗氧化剂的数量直接相关。换句话说，锰抗氧化剂越多，微生物对强烈辐射的抵抗力就越强。
研究人员表示，这种三元复合物，不仅可以保护耐辐射奇异球菌，还可以为人类所用。想象一下，未来的宇航员在执行深空任务时，穿上由它制成的“防护服”，就能免受宇宙辐射的伤害；或者在核事故等紧急情况下，让人们迅速得到保护；甚至在生产疫苗时，它也能发挥重要作用。
（二）探索植物防御行为的新信息
1．研究草本植物防御行为的新发现
⑴遏蓝菜能用“金属铠甲”抵御病菌。[49]2010年9月，英国牛津大学盖尔·普雷斯顿博士等人组成的一个研究小组，在《科学公共图书馆·病原》杂志上发表论文称，他们研究发现，一种叫做遏蓝菜的草本植物，会在叶子中累积大量金属元素，如同给自己穿上一层“金属铠甲”，并用它作为防御武器，以避免病菌入侵。
研究人员说，遏蓝菜会在叶子中累积高浓度的锌、镍、镉等金属元素，但此前并不清楚它累积金属的用处。为了解个中缘由，他们在不同的金属浓度环境中培养遏蓝菜，并利用常在萝卜等植物中引发疾病的丁香假单胞菌，进行实验。结果显示，不论是锌、镍还是镉，只要遏蓝菜体内金属浓度升高，病菌入侵的程度就会变小。
普雷斯顿说，这表明，遏蓝菜是利用环境中的金属元素，给自己穿上“金属铠甲”，以抵御病菌入侵。
不过，研究人员也发现，在遏蓝菜装备“坚盾”的同时，也有一些细菌进化出了“利矛”。一些在金属矿区发现的细菌，已经进化出较高的金属耐受性，因此有可能在具有较高金属浓度的植物体内存活。研究人员说，这就像一场“军备竞赛”，持续地发生在自然界中攻守双方的互动进化中。
⑵拟南芥会用“断粮”的防御行为击退病原体。[50] 2016年11月，日本京都大学等机构组成的一个研究小组，在《科学》杂志网络版上发表论文称，他们发现，植物在感染病原体时，会通过减少病原体可获取的糖分这种“断粮”方式，来进行自我防御。这一发现，有望用于开发帮助植物抵御病原体的新型农药。
细菌等病原体侵入植物时，会吸收植物光合作用时产生并蓄积的糖分。该研究小组发现，拟南芥叶内部有一种蛋白质，能把细胞外部糖分输送到内部。在细菌等病原体入侵时，拟南芥会启动防御应答机制，这种蛋白质的作用就会变强，将细胞外部的糖分回收到内部。这相当于植物通过给细菌等病原体“断粮”，从而达到防御目的。
在实验中，研究人员人为破坏了这种蛋白质的作用，发现细菌数量大幅增加，拟南芥的患病情况较为严重。研究人员认为，这一机制应该也存在于其他植物中，这项发现将有助于研发帮助植物抵御病原体的新农药。
⑶番茄属植物的防御行为能让毛虫同类相食。[51]2017年7月，美国威斯康星大学综合生物学家约翰·奥洛克主持的研究小组，在《自然·生态学与进化》杂志上发表论文称，他们已经证明，番茄属植物的防御行为，能够直接把毛毛虫变成同类相食的“恶魔”。
草食性害虫通常会在食物质量不佳，或耗尽的情况下，互相攻击。并且，一些植物被认为通过使害虫对其他物种更具掠夺性，从而影响它们的行为。但到目前为止，科学家还不清楚植物是否能够直接导致毛虫同类相食。
该研究小组通过研究和使用甲基茉莉酸，在番茄属植物中诱发出一种防御反应。甲基茉莉酸是一种在空气中传播的化学物质，植物通过释放它来互相警告提防害虫的侵袭。研究人员发现，当用甲基茉莉酸做出暗示时，番茄属植物会产生毒素作为响应，这些毒素使得它们对于昆虫来说变得没有什么营养。
随后，研究人员让一种叫做“小斑点柳树蛾”的常见毛虫，来攻击这些农作物。8天后，他们观察发现，与对照组作物或是那些接收了较弱诱导的作物相比，经过更强烈甲基茉莉酸暗示的植物损失的生物量较少。这意味着，这种响应在某种程度上对于保护农作物是有效的。
接下来，研究小组想要测试这些植物的响应，是否会在毛虫中引发同类相食的行为。因此，他们用甲基茉莉酸给番茄属植物提示，然后用经提示植物的叶子和非提示对照组植物的叶子，给容器中的毛虫喂食。同时，这些容器中也放置了一定数量的死毛虫。两天后，研究人员观察到，与那些用对照组植物叶子喂食的毛虫相比，用处理过的植物叶子喂食的毛虫，会比前者更早地把目光对准死掉的幼虫，并且吃掉更多的幼虫。
奥洛克指出，毛虫最终都是要彼此相残的，但是时机的不同却是至关重要的。他说，如果番茄属植物的防御行为能诱导害虫更早地同类相食，那么便会有更多的番茄属植物保存下来。不过，他又提醒道，植物激活这套防御系统的成本非常高。植物很可能会打破一个平衡，进而判断这些攻击是否严重到足以激活防御系统的水平。
⑷甲藻发光是为了抵御食草动物掠食。[52]2019年6月，瑞典哥德堡大学生物学家安德鲁·普雷维特领导的一个研究团队，在《当代生物学》杂志上发表文章指出，有些甲藻具有非凡的发光能力，可使自己和周围的水发亮。他们认为，对于这种浮游生物来说，生物发光主要是一种防御机制，能帮助它们抵御桡足类食草动物的“魔掌”。
普雷维特说：“这种生物发光现象，在海洋中除了是一种美丽景象外，还是一种防御机制，一些浮游生物利用它抵御敌人。这些发光细胞能感觉到食草动物，并在需要的时候打开‘灯’，这对于单细胞生物来说，是令人印象相当深刻的。”
该研究团队通过结合高速和低光敏视频发现，这些生物发光细胞，在与桡足类食草动物接触时就会闪光。桡足动物的反应是迅速排斥闪烁的细胞，并似乎不会使其受到伤害。研究人员指出，来自瑞典西海岸的观测数据支持了他们的预测，即桡足类食草动物的存在，对发光甲藻的丰度产生影响。单细胞甲藻通常不是很好的竞争对手，因为其生长速度只有其他浮游生物的1/3。而桡足类动物似乎不喜欢它们，而喜欢吃防御较差但生长较快的浮游生物。
研究人员原本预计生物发光会导致桡足类动物减少接触，但令他们惊讶的是，这一降幅竟然如此之大。普雷维特说：“我们研究中的甲藻丰度较低，尽管如此，防御的有效性仍让人感到惊讶。”
然而，目前还不清楚这种光辉是如何保护甲藻的。研究人员说，无论它们是如何工作的，利用生物发光抵御捕食者的能力，似乎是甲藻打败其他竞争对手的关键。
研究人员表示，将进一步探索被吃掉的“恐惧”如何驱动生态系统结构。他们还计划研究桡足类产生的化合物如何作为一般的报警信号，以及它们对复杂浮游生物组合的影响。
⑸揭开向日葵对抗列当寄生的防御行为。[53] 2019年12月9日，法国图卢兹大学等单位组成的一个研究小组，在《自然·植物》杂志上发表论文称，他们发现向日葵能够通过一种受体样激酶，增强自己对列当寄生的防御行为，以利于自身的健康成长。
列当又叫木通马兜铃、马木通，一年生草本植物,多寄生在菊科植物的根上。向日葵列当是一种寄生于向日葵根部的全寄生植物，它从向日葵的根部获取水分和养分，从而对寄主向日葵产生不利影响，包括生长迟缓、产量与品质下降，严重时还会引起植株死亡。
该研究小组通过图位克隆方法，克隆了HAOR7-a基因，该基因编码一个富含亮氨酸的重复受体样激酶，该激酶可以增强向日葵对列当F小种的抗性。在向日葵的抗性品系中，完整的HAOR7蛋白，可以阻止向日葵列当与向日葵根系的维管系统连接，而敏感品系则编码一种缺失跨膜和激酶结构域的截短蛋白。
这一研究结果，为进一步探索向日葵应对列当侵染的防御行为，提供理论参考，有望应用于向日葵的抗性育种。
2．研究木本植物防御行为的新进展
研究合欢树对抗食草动物的防御行为。[54] 2014年10月17日，生物生态学家亚当·福特和同事组成的研究小组，在《科学》杂志发表论文认为，植物可通过特别的防御行为来保护自己，或者借助食肉动物保护在其活动地盘上扎根，从而在到处都是饥饿食草动物的地面持续存在。这项研究成果，揭示了合欢树防御行为与食肉动物捕食相互作用，共同塑造出合欢树群落。
尽管大多数的生态系统中充满了食草动物，但植物仍然存留在地球之上。然而，当它们是如此多的食草动物的共同食物时，它们为什么仍然能兴盛存在，激发了辩论。有些人说，植物能持续存在，是因为有大型食肉动物限制了食草动物的数目。另一些人则指出，植物自己演化出结构性及化学性的特别防御机制。
为了更好地了解这两种因素的作用，该研究小组聚焦于一种非洲羚羊喜欢吃的植物：合欢树。这种树有的长满棘刺，有的棘刺较少。羚羊更喜欢吃棘刺较少的。
该研究小组在东非大草原，对带有GPS领圈的羚羊，以及捕食它们的主要动物豹子和野狗进行了监测。
在一项实验中，研究人员通过驱散多林木地区隐藏的食肉动物，而让热带大草原的一部分，变得对羚羊不那么危险。羚羊在这些地区的进食，有了急剧的增加。
在另外一项实验中，研究人员对羚羊是否真的更喜欢吃刺较少的合欢树作测试。把长满棘刺合欢树树枝上的刺去掉，并把它们连接到棘刺较少合欢树的树枝上，这大大增加了羚羊对原来长满棘刺合欢树的兴趣，羚羊把它变得与棘刺较少合欢树一样，吃得津津有味。这揭示了棘刺作为一种防御行为的重要性。
一项对两种合欢树种相对丰度的GPS分析显示，在那些羚羊没有危险，能够自由自在漫游的地区，合欢树往往长满用作自身防御行为的棘刺。相比之下，棘刺较少的合欢树，则大多生长在羚羊生存的高危险地区，即那些可隐藏食肉动物有较多林木覆盖的地区，这里可以借助食肉动物的间接保护。
这里，研究小组揭示了植物对抗食草动物的防御行为，也分析了食草动物对危险的回避行为，正是这种相互作用得以塑造植物群落。研究人员指出，影响大型食肉动物种群的人类活动，已在改变这些相互作用。
3．研究植物防御行为的其他新进展
揭秘植物遇险的“呼救”机制。[55]2024年3月，中国农业科学院研究员刘云鹏等专家组成的研究团队，在《自然·通讯》杂志上发表论文称，他们成功揭示了植物在遭遇病原菌攻击时，如何发出“呼救”信号，同时招募根际周围的益生菌来助战的神奇机制。
当植物受到病原菌的侵害时，能够在根际周围召集一批有益的微生物，形成一层保护性的“屏障”。这不仅有助于植物抵抗病害，还能促进其生长。此现象，被称为“呼救”反应。然而，如何在不引起植物发病的情况下触发“呼救”反应，该反应的具体工作机制是怎样的，一直是困扰科学家们的难题。
该研究团队使用了一系列经过改造的、不致病的细菌，来模拟病原菌的攻击。研究发现，这些 “温和”的细菌也能激起植物的“呼救”反应，成功招募到大量的根际益生菌。甚至这种诱导效果，可以持续数个种植周期，为植物提供持久的保护。
研究团队进一步探索发现，起关键作用的是一种名为沃斯氏菌的微生物。当植物发出“呼救”信号时，沃斯氏菌能够迅速响应，并在根际周围大量繁殖形成一道防线。此外，细菌鞭毛中的一种多肽成分，也能触发植物的“呼救”反应。
刘云鹏说；“这一发现，不仅揭示了植物与微生物之间复杂的互作机制，也为开发新的植物保护策略提供基础。未来，科学家们或许能够利用这些‘温和’的细菌或其活性成分，设计出一种类似‘植物疫苗’的产品，帮助植物在不接触病原菌的情况下，建立起强大的根际微生物防御系统。”
三、动物防御行为研究的新成果
（一）探索哺乳动物防御行为的新信息
1．研究长鼻目哺乳动物防御行为的新进展
发现大象具有听音辨敌的防御行为。[56]2014年3月，英国萨塞克斯大学生物学家凯伦·麦库姆和格雷姆·香农等人组成的一个研究团队，在《科学公共图书馆·综合》杂志上发表论文称，人类是能威胁大象生存的极少数动物之一，但并非所有人都是危险的，而大象似乎也知道这种情况。这种巨大动物已经展现出非凡的视觉和嗅觉能力，能区分出有攻击大象历史的非洲人部族。现在，他们的研究揭示，大象甚至还能从地方语言中识别出这些敌人，并做出相应的防御行为。
该研究团队猜测，非洲象能够听到人类语言，并加以利用。为了验证这个假设，他们记录了来自两个肯尼亚部族的男性声音，他们用自己的方言平静地说：“看，看那边，一群大象过来了。”其中一个部族是半游牧的马赛人，他们偶尔猎杀大象；另一个部族是康巴人，他们从事农耕活动，很少与大象发生暴力冲突。
在肯尼亚安博塞利国家公园，研究人员为这里生活的47个大象族群播放了不同部族人的录音，并监控大象的行为。差别是明显的。当大象听到马赛人的声音时，它们更可能谨慎地嗅着周围的空气，并挤在一起。而听到康巴人的声音时，情况会好一些。而且，在它们听到马赛语时，聚在一起的紧密度是听到康巴语的两倍。
之后，研究人员又录制了马赛部族女性和男孩的声音，他们说的是同样的话语。象群检测显示，大象听到新录制的马赛语的反应存在明显区别。听到马赛女性和男孩的声音，比听到马赛男人声音时，大象出现逃离的情况更少，挤在一起也不那么紧密。
更有趣的是，研究人员注意到，由超过42岁的“女家长”统治的象群，听到男孩声音时从不撤离，而那些更年轻“女家长”统治的象群，采取撤离的情况约占40%。但是，目前人们尚不清楚大象是生来就能区分敌人的声音，还是后天培养了这种防御能力。
2．研究翼手目哺乳动物防御行为的新进展
揭示蝙蝠对抗回声干扰的防御行为。[57]2018年5月6日，日本同志社大学动物学家长谷一磨及其同事组成的一个研究团队，在《通讯·生物学》杂志发表论文称，他们通过直接监测蝙蝠的回声定位系统，揭示出蝙蝠为对抗回声干扰所采取的防御行为。
某些动物能通过口腔或鼻腔，把从喉部产生的超声波发射出去，利用折回的声音来定向，这种空间定向的方法，称为回声定位。蝙蝠就能利用回声定位进行捕猎，在黑暗中“导航”，不过，它们必须能够从一同飞行的其他蝙蝠的信号中，辨认出自己的信号。这种听觉干扰，被称为“鸡尾酒会问题”。意思是，识别技术能以较高精度识别一个人所讲的话，但是当环境嘈杂，说话的人数为两人或者多人时，识别率就会极大地降低。在这种场景下，蝙蝠到底是如何完美避免听觉干扰的，科学家们一直没有完全搞清楚。
该研究小组，此次把小型话筒放置在蝙蝠的背上，直接监测了亚洲长翼蝠的回声定位系统。研究人员发现，蝙蝠在独自飞行时释放出的回声定位信号特征都很相似，但当它们成群飞行时，每一只蝙蝠都会改变自己回声定位信号中的结束频率特征，降低彼此之间信号的相似度。它们还会把信号脉冲变得更长、更响亮，就像一个人在嘈杂的酒会上，可能需要提高音量，才能让别人听见自己在说什么。这就是蝙蝠对抗回声干扰而采取的有效防御行为。
发现蝙蝠依靠改变频率对抗回声干扰的防御行为，或将助力未来人类对声呐及雷达的研发工作。不过，研究人员表示，在此次的分析中，他们只以4只蝙蝠为一组进行测试，所以蝙蝠们在更大规模的群体中飞行时是否采用同样的行为，严格来讲仍不清楚。
3．研究鳞甲目哺乳动物防御行为的新进展
探索穿山甲防御行为的一个新发现。[58] 2024年10月，温州肯恩大学教授朱绍和研究团队在《BMC生物学》杂志上发表论文称，他们在研究穿山甲的防御行为时有了新发现：穿山甲鳞片并非人们想象的为了抵御天敌那样简单，它的结构具有特殊功能，可像过滤器一样捕获微生物，防止它们伤害机体。更重要的是，穿山甲鳞片富有免疫应答功能的活性成分，很多成分还具有抗菌消炎特性。这意味着，穿山甲的鳞片就像一个随身携带的防御病毒侵害的‘小药箱’。
该研究团队首次在穿山甲鳞片中，发现了大量的分泌囊泡（外泌体）、活性成分（如溶菌素等）以及细菌DNA。
他们进一步研究发现，这些活性化合物很可能来源于穿山甲鳞片周边的活跃细胞，包括免疫细胞。这些细胞能够释放出一种叫做外泌体的小囊泡，就像一个个小小的“药囊”，装载着各种药物成分如抗菌消炎物质，当它们进入鳞片内部后，会释放出这些活性化合物，从而显著提升穿山甲的防御能力。
研究人员表示，这些发现，不仅为我们深入探索穿山甲的防御行为提供了新视角，同时还对揭示其鳞片的生理特征拓展了新方向，这预示着这些活性成分未来可能被用于开发穿山甲中药材替代物、新药或仿生材料，为人类健康做出贡献。
（二）探索鸟类与爬行动物防御行为的新信息
1．研究鸟类防御行为的新进展
发现鸟类能用羽毛“吹响”警报。[59] 2017年11月，澳大利亚国立大学生物学家罗伯特·马格拉特领导，其校内同仁特雷弗·默里为主要成员的一个研究小组，在《当代生物学》杂志上发表论文称，许多动物会对同伴发出警报，提醒它们即将到来的危险。他们最近研究发现，鸟类能用羽毛传递警报信号。
研究人员指出，冠鸠能以一种令人惊讶且不声张的方式做这件事。当它们在飞行时，这种鸟的翼羽能发出一种高音。当它们快速逃离捕食者时，警报信号会自动加快速度。重要的是，他们还发现，其他冠鸠在听到这种声音时会逃跑。研究证实，这种声音相当于一种示警信号，而不仅仅是飞行的“副产品”。
默里说：“冠鸠用翅膀发出危险信号，而不是喉咙。这表明，鸟类可以用它们的羽毛作为‘乐器’与同伴交流。”
该研究团队为了证实羽毛哨声确实是一种警报信号，研究人员拍摄了高速视频，并进行了羽毛清除实验。结果表明，冠鸠翅羽在每次向下飞行时，都能发出不同的音调。随着鸟类翅膀的拍打速度加快，声音也会发生变化，这样一来，那些忙于“逃难”的冠鸠，就会发出更高的翅膀声音。
事实上，鸟类翅膀在飞行中会产生交替的高低音调。实验表明，第八支主要翼羽负责高音调，而低音来自第九支羽毛。但回放实验表明，只有高音才是发出警报的关键。
研究人员注意到，不只有鸠鸽科鸟儿能用翅膀发出异常声音，蜂鸟也以翅膀发音而闻名。他们希望未来研究，能探索其他鸟类翅膀声音的进化。
2．研究爬行动物防御行为的新进展
发现蛇能模仿灭绝“亲戚”避免被捕食。[60]2014年6月，美国北卡罗来纳大学教堂山分校进化生物学家克里斯·阿卡利，与同事戴维·芬尼等人组成的研究小组，在《生物学快报》网络版上发表论文认为，猩红王蛇是生物进化的佼佼者。在美国北卡罗来纳州的沙山森林中，这种无毒的蛇，在有毒的珊瑚蛇消失50多年后，进化得与珊瑚蛇更加相似。
猩红王蛇近乎完美地模仿了含有致命毒素的珊瑚蛇的条纹，当地人必须使用辅助记忆的谚语将两者区别开来：“红黄相间，性命堪忧；红黑相间，平安无事。”猩红王蛇广泛分布在北美洲东南部，它使用“模仿术”作为防御行为，欺骗捕食者如红尾鹰，因为红尾鹰有避免攻击有毒爬行动物的天性。
沙山森林曾是猩红王蛇和珊瑚蛇共同的家园，但到20世纪60年代，珊瑚蛇在该地区灭绝了。该研究小组热衷于研究生物的模仿进化，他们想弄清在珊瑚蛇灭绝后，猩红王蛇的进化进程是否受到影响。
研究人员同时从沙山森林和佛罗里达长廊中收集猩红王蛇，并将它们进行对比。有毒的珊瑚蛇在前一地区已经灭绝，在后一地区仍然生龙活虎。两位专家在实验前预测，沙山森林里的猩红王蛇的进化进程，可能因为珊瑚蛇的灭绝而变慢，变得越来越不像珊瑚蛇。
阿卡利说：“对比结果令我大吃一惊，我惊呼这不可能。”沙山森林里的猩红王蛇进化得与珊瑚蛇更加相似，它们红黑相间的条纹在宽度上变得更细小，比20世纪70年代时更接近珊瑚蛇条纹的宽度。研究人员并没有在佛罗里达走廊中的猩红王蛇身上，发现这一特征。
不过，阿卡利认为，沙山森林的猩红王蛇最终会停止模仿珊瑚蛇，因为从某种程度上说，捕食者会开始以该地区没有珊瑚蛇为前提进行捕猎行动，因此它们不会再对长得像珊瑚蛇的生物“退避三舍”了。阿卡利说：“假设捕食者生活在珊瑚蛇遍地都是的地区，那么会尽力避免攻击任何与其相似的生物。但如果生活在珊瑚蛇极为稀有的地区，有时攻击与其相似的生物很可能获益。”
但是，加拿大渥太华市卡尔顿大学进化生物学家汤姆·谢拉特，并不认为猩红王蛇会停止模仿珊瑚蛇的行为。他说：“许多捕食者，尤其是飞禽，它们的活动范围非常广泛。尽管珊瑚蛇在某一地区灭绝，但这些飞禽仍会在其他地区遇到它们，这也是沙山森林里的猩红王蛇，在珊瑚蛇灭后仍没有停止模仿行为的原因。”
（三）探索鱼类防御行为的新信息
1．研究鲀形目鱼类防御行为的新进展
从生理角度探索河豚躲避捕食者的防御行为。[61] 2014年12月，一个由动物学家组成的研究小组，在《生物学快报》网络版上发表研究成果称，黑鞍河豚为了躲避捕食者的防御行为，是用水使身体膨胀，就像一个人鼓起腮帮子憋气那样，但研究其生理机制发现，黑鞍河豚这种防御行为与脸憋得青紫的人类不同，它并不会暂停呼吸。
研究人员把河豚放入透明的塑料箱中，在那里他们可以监测其呼吸。他们用一根能吸水的管子戳河豚，模拟捕食者的攻击。像预期一样，河豚会作出防御反应，迅速把水吸入扩大了的胃中，使身体膨胀起来。此时用于监测的呼吸计显示，河豚会在这一过程中继续呼吸。
研究人员曾猜测，在膨胀过程中，河豚可能会通过皮肤而不是鳃来呼吸，但这一猜测似乎也是错误的：相反，数据与观察显示出河豚会像往常一样继续用鳃呼吸。事实上，对呼吸速率进行对比后，河豚的呼吸量在膨胀过程中增加了近5倍。
研究人员表示，尽管河豚没有停止呼吸，但这种防御行为对其能量消耗来说仍是极大的。经过测试之后，它们大多数要花费好几个小时，才能恢复到静息状态下的呼吸速率。
2．研究鲇形目鱼类防御行为的新进展
发现毒齿鲶鱼具有只用于自卫防御的毒齿。[62]2017年4月，一个由鱼类学家组成的研究小组，在《当代生物学》发表论文称，鱼儿长着毒牙已经很奇怪了，但他们发现了一个更奇怪的现象：毒齿鲶鱼长着毒牙不是为了捕猎进食，而仅仅是为了防御捕食者来保护自己。
这项研究表明，与其他有毒鱼类叮咬后造成痛苦不同，毒齿鲶鱼的毒液在小鼠体内测试时不会造成这种感觉。这种鲶鱼的毒液，会导致被叮咬者的血压在很短时间内迅速下降近40%，在野外这会导致石斑鱼等捕食者动作慢下来，从而留下足够时间让小鲶鱼逃跑。
更有趣的是，这种奇怪的鲶鱼，虽然其毒液与蝎子和锥形蜗牛拥有共同的组成部分，但它是由完全不同的方式形成的。科学家用11个物种的DNA，构建了鲶鱼家族的生命进化树，他们由此惊奇地发现：大多数有毒动物在形成特殊的注射工具之前，会先进化出毒液，而毒齿鲶鱼却是先形成注射工具，再进化出毒液。
研究人员表示，毒齿鲶鱼先长出独特的犬齿，接着将其进化转变为带沟槽的毒液传输工具，此后再进化出相应的毒腺和毒液。可能正是这种不同的进化方式，使毒齿鲶鱼的有毒叮咬，只用来捍卫自身而不用于捕猎进食，这在动物王国中或许是绝无仅有的现象。
3．研究盲鳗目鱼类防御行为的新进展
揭示盲鳗快速喷出膨胀黏液的防御行为。[63]2019年1月，一个由多学科专家组成的研究小组，在《英国皇家学会界面》发表论文称，当盲鳗遇到饥饿的鲨鱼攻击时，就会喷出一团黏糊糊的东西。这个喷出物，会在十分之几秒的极短时间内，迅速膨胀成原有大小的1万倍，让鲨鱼感到窒息而慌忙逃走。
现在，他们的新研究表明，盲鳗并不能把这种黏糊糊的防御物完全归功于自己。在海水中的运动，可能是黏液能如此迅速扩散成一大坨的重要原因。
盲鳗黏液由微小的黏液囊和被称为“绞丝”的成束纤维，紧密缠绕而成。当一滴黏液落在水中后，里面的绞丝在不到半秒的时间内就会散开变成几厘米长的细丝。
研究人员从一条盲鳗身上取下一根细丝，并把一端拉过来，在显微镜下观察它如何散开。根据拉开细丝所需的力，他们计算出在不同的情况下细丝会以多快的速度散开。
研究人员表示，单是水体运动产生的拖拽力，就足以解释盲鳗快速的黏液防御能力。相关专家指出，了解盲鳗黏液如何迅速膨胀，可以帮助人们开发出新的材料和技术。
（四）探索节肢动物防御行为的新信息
1．研究蛛形纲动物防御行为的新进展
发现金圆网蛛以丝中生物碱防御入侵者。[64] 2011年11月，新加坡国立大学生物科学系副教授李代芹领导，澳大利墨尔本大学动物系教授马克·埃尔加等专家参与的一个国际研究小组，在英国《皇家学会学报B辑》上发表论文说，他们发现，金圆网蛛的防御行为与众不同，它不与入侵者直接接触，而是通过产生一种含有生物碱的丝来加以驱除。
金圆网蛛是澳大利亚、亚洲、非洲和美洲森林里一种常见的蜘蛛。尽管其生活环境中有很多蚂蚁，但在它们的网上却很少发现蚂蚁。
李代芹说，我们发现大型金圆网蛛，在它们的蛛丝中添加了一种防御性的化学物质，当蚂蚁来碰触蛛网时，这种物质会阻止它们爬上去。
研究人员让金圆网蛛，在实验室里织网，分析蛛丝中所含化学物质后，发现其中含有一种有防御功效的生物碱，并用它测试了蚂蚁的行为。埃尔加说，这种化合物，名为吡咯烷生物碱，是用于警告其他动物的示警剂，驱除蚂蚁的功效很强，还能防止蛾子、毛虫等多种动物的入侵。
研究小组还发现，只有大型金圆网蛛，会产生这种具有防御性能的生物碱，更年轻或更小的蜘蛛是靠更细的丝，用物理防御的方法来防止蚂蚁爬上网。埃尔加解释说，当金圆网蛛坐在自己网中等待猎物到来时，对潜在的蚁群攻击比较敏感，而蛛丝中的化学防御剂不仅能保护它们，还帮它们节省了时间和精力，否则，它们需要花更多时间驱逐入侵的蚂蚁。
2．研究鞘翅目昆虫防御行为的新进展
分析甲虫喷毒雾防御行为的内在机制。[65]2015年5月1日，生物学家埃里克·阿恩特等人组成的一个研究小组，在《科学》杂志上发表论文称，投弹手甲虫对掠食者的防御行为，是喷出独特的热毒素喷雾。他们研究发现，这种热毒素喷雾，是它防御腺体特别的膨胀和收缩过程的产物。
研究人员表示，投弹手甲虫遇到敌害时，会有规律地射出致命喷雾来保护自己。这种喷雾，来自甲虫体内一种特别的两腔室腺体，是由这种腺体强力化学反应制造、加热和驱动的。尽管这一过程的一些细节已为人所知，但这种甲虫如何能在恰当的时间，精确地组合各种化学物质，并以规则间隔的喷雾进行释放则仍然是一个谜。这其中部分原因，是因为以往的研究仅仅依靠外部的观察。
该研究小组用同步辐射X射线成像，得到了活甲虫腺体内化学性爆发的视频记录。把这些数据与甲虫解剖的深度观察相结合，他们发现，这些有毒喷雾脉冲，是由一种高度灵活的膨胀膜的膨胀和收缩控制的。
研究人员说，喷雾的喷出，是在该膜因为爆破压而向外用力时产生的。这一过程，关闭了进入合成毒素的反应室阀门，切断了液体反应物的流动。然而，一旦释放了喷雾，反应室中的压力就会下降，从而让阀门重新打开，使得新鲜液体反应剂能够进入反应室。
2．研究膜翅目昆虫防御行为的新进展
⑴看到疯蚁以强有力的防御系统击败火蚁。[66] 2014年2月14日，美国田纳西州立大学，生态学家爱德华·勒布伦及其同事组成的研究小组，在《科学》杂志发表文章称，疯蚁会使用一种独特的化学防御方式，从而让其在与火蚁的较量中取胜。
该研究小组观察到，疯蚁会在其体表覆盖上自己腹部腺体的分泌物，而后可在它们被火蚁叮螫后有效地给自己伤口解毒。据研究人员披露，在被叮螫后，疯蚁会用其后腿与中腿站立，将它们改进的腹部卷曲到其身体的下方，并开始用分泌的蚁酸清洁自己。
研究人员说，这些解毒行为，可让98%被火蚁叮螫的黄褐色疯蚁存活下来，而与其相比较的那些没有解毒行为的蚂蚁，只有48%能够存活下来。
同时，由于疯蚁与火蚁，在阿根廷北部、巴拉圭及巴西南部的原生地带有重叠，因此，研究小组认为，这些疯蚁的强有力的防御系统，是在与火蚁和原生南美蚂蚁物种激烈争夺资源时，演化出来的。
⑵发现幼蚁自觉保卫家园的防御行为。[67]2019年3月，德国雷根斯堡大学生物学家伊娃·舒尔特纳及其同事组成的一个研究团队，在《皇家学会学报B：生物科学》发表论文称，他们发现，蚂蚁幼虫也是战士，当蚁巢被打算消灭原来居住者的寄生蚂蚁入侵时，幼虫可能会采取主动的防御行为，通过吃掉入侵者的卵来保护自己的家庭。
有些种类的蚂蚁不能建造自己的巢穴，因此它们试图偷取其他蚂蚁的家。这类蚂蚁的蚁后交配成功后，就会寻找一个潜在的寄主巢穴，然后潜入巢穴杀死宿主蚁后。
一旦进入巢穴，寄生蚁后便会模仿宿主蚂蚁的气味，诱骗工蚁照顾自己的卵。当新的寄生蚁孵化时，它们也会模仿宿主蚁群的气味，希望在整个蚁巢被寄生蚁取代之前，自己不被注意到。然而，工蚁并不总是被这种欺骗所愚弄。它们会杀死任何被认为是“外人”的蚂蚁。
该研究团队想知道除工蚁外，蚂蚁是否还有第二种防御机制。因此，他们收集了424只福尔米卡蚁（一种常见的宿主蚂蚁）的幼虫，并把它们分别放在寄生蚁卵上。另外56只宿主幼虫被放在它们自己的卵上。
在48小时内，研究人员发现，幼虫吃掉了11%的寄生蚁卵，而所有的宿主卵都完好无损。这可能表明，当寄生蚂蚁试图渗透到蚁群中时，宿主幼虫在巢穴中也会像工蚁那样做。
舒尔特纳说：“幼蚁在研究中往往被忽视，因为我们通常认为它们并不是很强大。”这种食卵的主动防御策略成功率似乎很低，所以目前还不清楚它在消灭入侵者方面效果有多大。此外，目前仍不清楚野生环境下的幼虫是否会像实验中看到的那样做。
3．研究鳞翅目昆虫幼虫防御行为的新进展
⑴发现烟草天蛾毛虫会用“烟臭”熏走敌人。[68]2014年1月，德国马克斯·普朗克学会化学生态学研究所，分子生态学部门伊恩·鲍德温领导的一个研究小组，在美国《国家科学院学报》上发表论文称，他们发现，烟草天蛾毛虫在食用烟草植株时，会摄入大量尼古丁。之后，它们的血液里也保留了一些尼古丁，于是这种动物会把它作为一种有毒的警告，“喷”向捕食者。
烟草天蛾幼虫，以当地出产的叶烟草为食，并能够有效地排出摄入的尼古丁。研究人员一直希望了解这种摄入的尼古丁，帮助烟草天蛾幼虫对抗捕食者的独特机制。他们着手研究这种毛虫是否借用了烟草自身的防御系统尼古丁，从而帮助它们防御捕食者。
研究人员利用遗传工程制造出烟草植株，当它们被毛虫吃下去后，能让毛虫的一个基因(CYP6B46)沉默，而这个基因原本会因为摄入尼古丁而打开。该研究小组在这种渐狭叶烟草的原产地美国犹他州的一个实验田里，放置了这种改造过的植株。然后，对一些吃普通烟草的毛虫，与吃经改造的烟草的毛虫进行了观察。
研究人员发现，狼蛛偏爱吃那些食用了改造烟草的毛虫，这提示那个被关闭的基因对于天蛾毛虫的防御具有重要意义。进一步的分析结果显示，这种基因，能让烟草天蛾毛虫把一点尼古丁分流到它们的气门，然后它们通过气门把尼古丁作为一种有毒的“烟臭”喷出。作者指出，这些发现不仅有助于阐明该基因的功能，还强调了研究自然界生物的重要性。
⑵发现毛毛虫能感知捕食者的静电场。[69] 2024年5月20日，英国布里斯托尔大学生物学家组成的一个研究团队，在美国《国家科学院学报》发表论文称，他们发现，至少有3种毛毛虫能够感知捕食者产生的静电场，并做出反应。
以往研究表明，许多动物在移动时会释放出静电荷。在这项研究中，研究人员重点分析了毛毛虫和黄蜂。毛毛虫是鳞翅目昆虫的幼虫，它身上有丰富的刚毛，可以作为一种静电感应“设备”。黄蜂则以毛毛虫为食，当它们在空中快速移动翅膀时，可能会产生静电荷。
为测试这些物种，研究人员首先捕捉了黄蜂，发现它们在拍打翅膀时确实会产生静电场。而且，随着翅膀活动的变化，电荷量也易于测量。随后，研究人员捕获了200多只毛毛虫，它们分别是朱砂蛾、稀有蜡蛾和欧洲孔雀蝶的幼虫。在实验室，研究团队测试了这些毛毛虫对人工产生的静电场的感知和反应能力，这种静电场可以模拟黄蜂产生的静电场。
结果显示，3种毛毛虫对静电的反应都非常明显，而当电场与黄蜂通常产生的电场相一致时，毛毛虫的刚毛反应最强烈。研究人员认为，毛毛虫在不断逃避捕杀的过程中，其刚毛已进化到可以感知黄蜂和其他捕食者的静电场，从而有效提高了它们的防御能力。
（五）探索缓步动物与软体动物防御行为的新信息
1．研究缓步动物防御行为的新进展
揭示水熊虫对抗超强辐射的防御行为。[70]2024年10月25日，军事科学院军事医学研究院张令强和杨冬，与陕西学前师范学院王立志等专家牵头组成的联合研究团队，在《科学》期刊网络版发表论文称，他们发现并成功建立河南高生熊虫的实验室培养体系，绘制其高质量基因组图谱，并结合转录组、蛋白质组响应辐射的动态变化及关键分子功能和机制研究，揭示了其对抗超强辐射的防御行为。
论文第一作者李磊博士介绍，水熊虫是缓步动物的俗称，可耐受超强辐射、高温、高压、低温、干燥等多种极端环境，具有很高的科学研究价值和生物医学应用价值。对于像水熊虫这样的独特物种，利用多组学策略探究其极端环境耐受行为和机制，具有潜在的优势。2018年，他们从河南地区采集到水熊虫样品，确认并命名为河南高生熊虫，随后率先在国内建立了水熊虫实验室培养体系，为深入研究提供了宝贵的样本资源。
团队成员杨冬副研究员介绍道：“基于组学分析得到的2801个辐射相关变化基因，我们进一步结合分子进化和功能特征分析，把河南高生熊虫的对抗超强辐射防御机制归为三大类：一是从细菌、真菌、植物水平转移到水熊虫的外来基因，赋予其特殊的抗逆能力，如生成甜菜色素进而清除活性氧；二是缓步动物特异蛋白倾向于高度无序，通过相分离促进DNA损伤修复等过程；三是与其他门类共有的古老蛋白在水熊虫中具有特殊的辐照响应模式。”
而让张令强研究员感到兴奋的是，他们发现在水熊虫中起抗辐射作用的分子，转入人源细胞后，可以显著提升人源细胞的抗辐射能力。这提示它们具有重要潜在应用前景，为研制抵御超强辐射损害的“金钟罩”找到了理论依据。
当前，辐射防护策略对超强辐射缺乏有效防护，亟需在概念创新、理论提升和防护技术革新等方面，作出颠覆性突破。中国科学院院士贺福初认为，本项研究成果开启了人类全面认识对抗超强辐射防御行为和机制的大门，是一项真正意义上从0到1的原创性突破。
2．研究软体动物防御行为的新进展
发现乌贼会通过变动电信号加强伪装来进行防御。[71] 2015年12月1日，一个由海洋生物学家组成的研究小组，在《皇家学会学报B》上发表论文称，科学家早就知道，乌贼在受到捕食者威胁时，会呆立原地不动，并停止呼吸。为什么乌贼会采用这种防御行为？他们对此进行研究发现，这不仅会产生视觉上的伪装效果，而且会使流经乌贼腮部的水缺失，减少附近的电活动，从而使捕食鲨鱼以为这里没有乌贼。
在实验室中，研究人员测量了，乌贼在水槽底部停歇时产生的电信号。随后，他们测量了，因一段捕食者迫在眉睫的视频而受到惊吓的乌贼产生的电信号。当这些处于恐慌中的生物呆立在原地，并用触手掩盖住通往腮部的腔体时，附近水中的电压下降了约80%。
随后，对两种鲨鱼进行的实验室测试显示，这种防御策略完美地发挥了作用。当研究人员打开装置产生电压以模仿一只停歇的乌贼出现时，鲨鱼能探测到20厘米外的电子设备，并且有62%的可能性朝它发起攻击。不过，当他们模拟一只屏住呼吸的乌贼出现时，两条鲨鱼在离设备更近的5厘米处才注意到它。即便这样，它们也只有30%的可能性向它发起攻击。
此外，当研究人员模拟一只逃离的乌贼时，鲨鱼在38厘米以外的地方就探测到该设备，而发起攻击的可能性更是高达94%，从而使这一策略成为最坏的选择。
研究人员认为，掩盖住长有腮部的腔体，或许同样能以另外一种方式帮助静止的乌贼：它可能制止了进出这一凹口的水流，从而减小了提示捕食者有乌贼存在的微小压力波。
