第二章生物行为研究的新信息
生物行为,是指在特定环境条件下生物基于生存驱使形成的反映和动作。它通常表现为,生物由于生理要素和外部刺激而产生的一系列有目的的活动,这是生物适应环境并与环境互动的应对方式。生物行为是验证生物多样性的直接指标,也是衡量生态环境优劣的基本尺度。只有深入研究生物行为,才能精准做好生物多样性的保护工作,才能进一步优化不同区域的生态环境。近年,国内外学者在生物栖息与摄食行为领域的研究主要集中于:发现蛙类、菲氏叶猴和金猫创纪录的栖息地选择行为,探索大象、驯鹿和企鹅的睡眠行为,以及动植物的康复行为。探索灵长目、食肉目、翼手目与鲸类等哺乳动物的摄食行为,探索蜻蜓目、膜翅目、双翅目、半翅目和鳞翅目等昆虫的摄食行为,探索鱼类、鸟类、爬行动物和无脊椎动物的摄食行为,还研究食虫植物猪笼草的摄食行为。在生物攻击与防御行为领域的研究主要集中于:探索蜜环菌和裂谷热病毒等微生物的攻击行为,发现人类暴力行为或扎根于演化树中,研究杀人蜂和飘飘鱼等动物的攻击行为。探索细菌对抗生素和极端辐射的防御行为;研究遏蓝菜、拟南芥、番茄、甲藻和向日葵等草本植物的防御行为,探索合欢树等木本植物的防御行为;研究长鼻目、翼手目和鳞甲目哺乳动物的防御行为,探索鸟类、爬行动物、鱼类、节肢动物、缓步动物与软体动物的防御行为。在生物繁殖行为领域的研究主要集中于:探索酵母菌和口腔棒状杆菌的繁殖行为;探索枫树的变性开花行为,研究树木、糖芥和红藻的特殊授粉方式,研究植物的育种规律,以及蒲公英、喷瓜、银龙植株和可可树的播种行为。从性别差异角度研究哺乳动物的繁殖方式,进而研究人科、獴科、鼠科、滨鼠科、袋鼬科和海豚科等哺乳动物的繁殖行为;探索鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类和节肢动物的繁殖行为。在生物迁徙与洄游行为领域的研究主要集中于:探索藏羚羊和角马等哺乳动物的迁徙行为,研究鸟类迁徙原因、规律和飞行方式,以及鸻形目与雀形目鸟类的迁徙活动,研究帝王蝶、小红蛱蝶、蜻蜓和远古三叶虫等节肢动物的迁徙行为;探索大鳞大马哈鱼的洄游行为。在生物学习认知行为领域的研究主要集中于:探索人科、猫科、犬科、抹香鲸和座头鲸等哺乳动物的学习认知行为;运用实验探索鸟类的学习活动,进而揭示乌鸦、鹦鹉和公鸡的学习认知现象;另外,还探索大黄蜂、丽鱼和水母等动物这方面的行为。在生物社会交往行为领域的研究主要集中于:探索幼猴、狨猴、黑猩猩、大象、小鼠、大熊猫、太阳熊、宠物狗、海豚、须鲸、抹香鲸、海豹等哺乳动物,以及鸟类、鱼类、蛙类和无脊椎动物的社会交往活动。
第一节生物栖息与摄食行为研究的新进展
一、生物栖息行为研究的新成果
(一)探索动物栖息地选择行为的新信息
1.研究两栖动物选择栖息地行为的新进展
发现刷新最高空间纪录的蛙类栖息地。[1]2021年10月,西双版纳森林生态系统国家野外科学观测研究站的一个研究小组,在《生态与环境前沿》期刊上发表观测成果称,他们在当地一株望天树高处发现一只黑蹼树蛙,停留高度达57米,刷新了关于蛙类栖息的最高空间纪录。
据悉,此前关于蛙类栖息的最高空间纪录,是在威斯康星州北美乔松20.5米高树干上发现的灰树蛙。2019年5月,在西双版纳国家级保护区勐腊片区,该研究小组发现一株高62米高的望天树冠层叶片上有一只黑蹼树蛙。同年10月,在同一区域,另一株61.7米高的望天树,林冠下缘树干的附生植物星蕨叶片上,再次发现该蛙种的另一个体。利用森林塔吊实际测量后,两只黑蹼树蛙停留的高度,分别为57米和37米。
研究人员介绍,望天树是西双版纳热带季节雨林的标志性物种和建群种,是该区域林冠最上层物种,高度可达80米,常超出其他林冠层10米~20米。很难想象,在如此高度且低湿、高温的条件下,有两栖动物活动。黑蹼树蛙,有可能是被望天树花期众多的访花昆虫吸引,上来捕食的。
2.研究哺乳动物选择栖息地行为的新进展
⑴发现刷新最北记录的菲氏叶猴栖息地。[2]2022年5月10日,新华社报道,高黎贡山国家级自然保护区福贡管护分局技术人员尹建强,与大理大学相关专家组成的研究小组,在整理回收的红外相机数据时,惊喜地发现有成群的珍稀濒危物种菲氏叶猴的活动影像,这是菲氏叶猴在高黎贡山福贡段的首次亮相,同时也刷新了我国菲氏叶猴栖息地的纬度最北分布区域。
中国科学院昆明动物研究所研究员蒋学龙介绍道:“菲氏叶猴种群在高黎贡山中段被发现,是高黎贡山生物多样性调查与监测的又一新成果,显示高黎贡山还存在很多我们需要深入调查和认识的物种。”
菲氏叶猴隶属于灵长目猴科疣猴亚科乌叶猴属,为国家一级重点保护野生动物,被世界自然保护联盟列为濒危物种,主要栖息于我国云南怒江以西、泸水以南地区和缅甸东部等地,是比较典型的南亚、东南亚热带树栖性疣猴。
高黎贡山北连青藏高原、南接中南半岛,地理位置极为重要,是我国西南生物生态安全的第一道屏障和生物多样性宝库,被誉为“世界物种基因库”。2021年1月,该研究小组对保护区周边社区居民进行为期一周的入户访谈,并根据访谈结果,组织人员在保护区内共布设57台红外相机。
尹建强说:“画面中,一群菲氏叶猴在树枝上歇息,相互梳理毛发,其中一只全身金黄的小幼猴依偎在猴妈妈的怀抱,十分可爱。”此次拍摄到该物种的红外相机,布置于高黎贡山海拔2000米左右的中山湿性常绿阔叶林区域内。下一步,保护区将继续加强对该物种的监测保护,尽快摸清其种群数量。
⑵发现刷新最高海拔纪录的金猫栖息地。[3]2022年5月17日,中新社报道,从西藏自治区那曲市林业和草原局获悉,该局与山水自然保护中心联合组建的研究团队,开展那曲生物多样性调查时,首次在那曲市嘉黎县记录到国家一级保护动物金猫的活动影像,填补了那曲市的金猫栖息地分布空白,并且4300米也是迄今为止金猫在全球的最高栖息地海拔纪录。
为调查那曲境内的生物多样性状况并指导保护行动,该研究团队自2021年开始,共在那曲市11个县区,选择代表性的栖息地作为监测区域,每个监测区域选择10~15个5×5公里的网格,每个网格内布设1~2台红外相机,目前共布设了197台红外相机的长期监测网络,累计超过6万个红外相机工作日。
金猫又叫亚洲金猫,是一种中型猫科动物,以雉类、小型有蹄类,以及鼠类等小兽为食,分布于中国中部和喜马拉雅山麓直达东南亚的广大地区。金猫体色多变,一般低海拔地区的个体以深红色和黑色为主,高海拔地区的个体则以花斑型和红棕色为主。本次拍摄到的金猫是一只花斑色型的个体。山水自然保护中心主任赵翔说:“此次监测填补了金猫在那曲的分布空白,增加了大家对于那曲高海拔区域生物多样性的认识。”
有观点认为,金猫就是传统文化中“彪”的原型。在中国,金猫曾广布于华中、华东、华南与西南的广阔区域,但近几年的记录仅见于四川北部与西部、陕西南部、云南西部与南部,以及西藏东南部,呈零星散落分布。有研究显示,在过去的二十年里,金猫分布地理范围已减少了68%,未来可能还会持续减少。因此,金猫被列为国家一级保护动物,并在2021年新发布的《中国生物多样性红色名录》中被评为“濒危”级。
据悉,此次监测,还记录到了雪豹、豺等不同习性的顶级食肉动物在同一个位点分布,充分展现了那曲非凡的生物多样性,特别是丰富的猎物种类。
3.研究昆虫无法选择栖息地时求生行为的新进展
揭示掉落并困在核掩体中木蚁的求生行为。[4] 2016年9月,华沙动物学博物馆和研究所科学家,沃伊切赫·切科夫斯基及其同事组成的一个研究小组,在《膜翅目研究杂志》发表论文称,木蚁通常在森林地面上选择栖息地,建造舒适的土丘巢穴,它们会寻找生活在树上蚜虫的含糖分泌物,并且用昆虫补充其饮食。如今,他们发现了一群在温度持续很低的掩体内,且没有食物和光线的情况下,持续生存了多年的木蚁。保持冷静并继续建造巢穴,这是约10万只被困在核掩体中木蚁的“座右铭”。
2013年,一群清点在掩体内过冬蝙蝠数量的志愿者,发现了这一蚂蚁群体。这个靠近波兰西部的掩体,属于被遗弃苏联核基地的一部分。随后,该研究小组进入掩体,以便更加仔细地研究这些蚂蚁。他们注意到,在掩体赤褐色的地板上,木蚁已建造了恰好位于通风管下面的巢穴。透过这根5米的长管子向上看,研究人员明白了掩体内的蚂蚁来自何处。
60厘米高的木蚁巢穴,坐落在直接位于通风管出口的森林地面上。不过,由于通风管上面的金属盖已经锈掉,因此蚂蚁会时不时地掉下来。对于任何一只掉到掩体内的蚂蚁来说,这都是一次单程旅行。它们能攀爬2.3米高的掩体墙,但研究人员意识到,出于一些原因,木蚁绝不可能穿过掩体屋顶,因此无法到达通风管并且回到原来的栖息地。
在没有任何食物的情况下,相较于地面上的蚂蚁,掩体内的蚂蚁可能正在以更快的速度死去。不过,因为有源源不断的新蚂蚁掉入掩体,所以该群体已壮大到一定规模。这是该巢穴一个不同寻常的特征。
当研究人员在挖掘巢穴以寻找蚂蚁窝时,竟然一无所获,没有找到幼虫、蛹或者空的茧。这个蚁群没有蚁后,并且缺少雄性蚂蚁。研究人员认为,这绝不是普通的蚂蚁巢穴,而是工蚁在无法选择适宜栖息地时出于本能求生行为建造起来的,类似于巢穴的奇怪结构。
(二)探索动物睡眠行为的新信息
1.研究哺乳动物睡眠行为的新发现
⑴野生大象平均每天仅睡两小时。[5] 2017年3月,南非金山大学教授保罗·曼格领导的一个研究团队,在《科学公共图书馆·综合》杂志上发表论文称,他们研究发现,野生非洲象平均每天仅睡两个小时,有时甚至全天不眠。野生非洲象是目前已知睡得最少的哺乳动物。
在博茨瓦纳乔贝国家公园中,研究人员以两头中年母象为研究对象,观察这类陆地上最大哺乳动物的睡眠行为。他们把一个手表大小的设备,植入大象鼻部,以监测大象睡眠状况,还给大象戴上了有卫星定位功能的项圈,以获知大象的位置等信息。
经过35天的跟踪研究发现,这两头大象平均每天仅睡两个小时。它们有时甚至“连轴转”,持续46小时不眠,并在此期间走上大约30公里。研究人员猜测,它们这样做可能是为躲避狮子或偷猎者。这两头大象睡觉的时间段,通常在凌晨2时至6时之间。如果前一天晚上没有睡,第二天晚上也不会“补觉”。它们大多站着睡,只有17%的时候躺着睡。
如此“不怕困”,使得野生大象,成为目前已知睡得最少的哺乳动物,这可能与它们的体型有关。体型越大的哺乳动物,越倾向于少睡。先前研究显示,马也睡得很少,平均每天仅睡约3个小时,而棕蝠、负鼠、犰狳等体型较小的动物,每天都要睡上将近20个小时。
据观察,野生大象每隔3至4天,就会在睡眠时,出现快速的眼球运动。科学界通常认为,这种快速眼动睡眠与做梦和记忆巩固有一定联系。有观点认为,快速眼动睡眠时间较多,会有助于记忆。
曼格说:“快速眼动睡眠常被认为与记忆巩固相关,然而我们知道,大象有着很好的记忆力。因此,这一发现,与快速眼动睡眠功能的一个核心假说相悖。”他表示,这两头大象的情况具有代表性,希望将来能有更多关于野生大象的研究结果。
⑵驯鹿适应北极环境有边吃边睡行为。[6]2023年12月,瑞士苏黎世大学神经科学家梅兰妮·富雷尔等人组成的研究团队,在《当代生物学》发表论文称,他们研究发现,驯鹿会通过反刍时间长短,适应北极季节差异带来的压力。其反刍时间越长,非快速眼动睡眠的时间就越短,这可能有助于驯鹿在夏季获得足够的睡眠,因为夏季食物充足,驯鹿几乎全天候进食,并为漫长而食物稀少的冬季做准备。
为了研究季节性明暗周期对驯鹿睡眠模式的影响,研究人员在秋分、夏至和冬至期间,对挪威特罗姆瑟(北纬69°)的欧亚苔原驯鹿,进行了无创脑电图测量和分析。这些驯鹿都是成年母鹿,属于挪威北极大学圈养驯鹿群。实验在室内进行,有照明控制、不限量食物,并恒温。
他们发现,驯鹿在冬季、夏季和秋季的睡眠时间大致相同,尽管它们在夏季更加活跃。这与其他物种会根据环境条件改变睡眠时间,形成鲜明对比。研究人员发现,无论季节如何,在给定的24小时内,驯鹿平均有5.4小时的非快速眼动睡眠,0.9小时的快速眼动睡眠,2.9小时的反刍。
富雷尔说:“驯鹿反刍越多,需要的额外非快速眼动睡眠就越少。我们认为,非常重要的是,这样一来,它们能够节省时间,同时满足睡眠和消化需求,特别是在夏季。”
她表示,驯鹿在冬季和夏季的睡眠时间相同,这意味着它们必须有其他策略来应对北极夏季有限的睡眠时间。一种可能的策略,是在反刍过程中有休息的机会,即重新咀嚼部分消化的食物,这是驯鹿和其他反刍动物消化的重要组成部分。家养的绵羊、山羊、牛和小鼠鹿,都曾被观察到在反刍过程中产生类似睡眠的脑电波,但目前尚不清楚反刍能否起到与睡眠类似的恢复作用。
研究人员发现,驯鹿在反刍过程中的脑电图读数,与非快速眼动睡眠的脑电波模式相似,包括慢波活动和睡眠锭的增加。睡眠和反刍中的驯鹿也表现出类似的情况,而且驯鹿在两种活动中都倾向于安静地坐着或站着,并且对外界干扰的反应较少,比如邻近的驯鹿坐下来或站起来。驯鹿对这些干扰作出直接反应,即看向动着驯鹿的概率,醒着时是45%,但在反刍时只有25%,在非快速眼动睡眠时只有5%。
研究人员通过剥夺驯鹿两小时的睡眠,并测量它们在睡眠前后的脑电波,来测试反刍是否能降低驯鹿的睡眠欲望。睡眠剥夺后,驯鹿的脑电图显示慢波活动增加,这反映了“睡眠压力”的积累,表明驯鹿在睡眠剥夺后会经历更深的睡眠。
然而,当驯鹿反刍时,这种慢波活动在随后的睡眠中减弱,它们反刍时间越长,慢波活动减弱得越多。富雷尔说:“这表明反刍可以减少睡眠压力,对驯鹿是有益的。反刍增加了营养吸收,所以对驯鹿来说,在夏天花足够的时间反刍是至关重要的,这样才能在冬天到来之前增加体重。”
2.研究鸟类睡眠行为的新发现
企鹅一天睡万次而每次仅4秒钟。[7]2023年11月,法国里昂神经科学研究中心的生态生理学家安托万·利布雷尔、瑞士生物学家马德琳·斯克里巴等人组成的一个国际研究团队,在《科学》杂志发表论文称,他们研究发现,帽带企鹅具有极端的睡眠行为:每天打瞌睡超过1万次,每次平均持续4秒,累积起来超过11个小时,足以满足它们的睡眠需求。这可能是它们的一种休息方式,同时也能让它们对蛋和雏鸟保持警惕。
利布雷尔表示,帽带企鹅表现出一种意想不到的睡眠适应性,能兼顾睡眠需求和清醒需求。科学家从未在任何其他物种中看到如此持续的睡眠碎片化现象。
2019年12月,在南极洲乔治王岛一个鸟类栖息地,研究人员研究了正在筑巢的14只企鹅。为了收集大脑活动的数据,研究人员把电极植入企鹅的头骨内。这使得科学家能够确定鸟类何时进入慢波睡眠状态,这是鸟类的主要睡眠形式,人类也是如此。
在十多天的观察中,这些企鹅从未进行过长时间的睡眠,最长的午睡时间也只有34秒。无论是白天还是晚上,它们都能进行碎片化的连续睡眠。研究还发现,企鹅每小时进行超过600次短暂的慢波睡眠。研究人员说,当企鹅照顾鸟蛋时,这些慢波睡眠变得更短、更频繁,这可能是因为它们在孵化时需要更加警惕。
斯克里巴表示,众所周知,鸟类的睡眠时间比哺乳动物短。但她认为,为了身心恢复,至少需要一定程度的连续睡眠。而这些企鹅,在如此短的睡眠时间内,就能恢复得这么好,真是太神奇了。
作者认为,如果微睡眠的确可以恢复活力,那么,也许其他生物在需要保持警惕的情况下,也可以依靠这种方式来得到休息。尚不清楚微睡眠的好处对于哺乳动物,如大鼠和人类是否相同,也不清楚为什么其他物种不能进化出同样的睡眠适应能力。
(三)探索生物康复行为的新信息
1.研究植物康复行为的新进展
揭示植物损伤修复的疗伤行为。[8]2024年10月,安徽农业大学李梦教授领导的研究团队,在《分子植物》期刊网络版发表论文称,植物在生长过程中会不断遇到各类伤害,但植物也拥有奇妙的“疗伤”行为,能够迅速修复伤口,减少生理危害,以避免病原菌从伤口处的入侵。比如,松树可以分泌松脂,愈合伤口。土豆等果实表面损伤后可形成木栓化结构,类似动物伤口结痂,保护受伤器官。
但更常见的植物受伤方式,是遇到昆虫或者草食动物取食,造成叶片损伤。植物伤口的愈合机制尚未完全清楚。对此,该研究团队揭示了植物伤口愈合中的关键通路。
植物伤口究竟是如何快速自愈?李梦介绍,茉莉酸与脱落酸是两种不同的植物激素,调控多种植物发育和生理学过程。他们研究发现,植物伤口首先快速激活茉莉酸信号,可在伤口处诱导木质素累积,这不但加固了受伤组织的细胞壁,也能迅速封堵伤口。
然而,伤口位置完全恢复和“结痂”,则需要好多天时间。而快速产生的茉莉酸信号不能持续,转而被脱落酸取代。植物伤口再通过脱落酸信号激活一个名为RAP2.6的关键蛋白,从而接力完成伤口处木质素持续合成和累积,确保植物伤口持续修复直至“结痂”。
2.研究动物康复行为的新进展
⑴发现黑鸟生病时会以早些休息进行康复。[9] 2023年8月,瑞典隆德大学生物学家阿尼·黑格曼主持的一个研究小组,在《英国皇家学会学报B:生物科学》上发表论文称,他们研究发现,黑鸟生病时会通过早些休息来求得康复,就像人类养病时一样。
黑格曼指出,虽然人类可以通过卧床休息几天来缓解轻度疾病,但我们对非致命疾病如何影响野生动物知之甚少。他说,一些动物,包括小鸟,需要每天觅食,因为它们没有大型生物那样的脂肪储备。如果这些动物因疾病而丧失行动能力,可能会面临更高的被捕食风险。
为了观察野生鸟类在短暂疾病中的表现,研究小组捕捉了45只欧亚黑鸟,并用加速度计标记它们以跟踪其运动。一半黑鸟被注射了脂多糖,这是一种通过抑制免疫系统来模拟细菌感染的化合物。放生后,所有鸟都被监测了48天。
研究人员收集到的有效数据,包括10只注射试剂鸟和12只未注射试剂鸟。其余的鸟或是失踪了,或是其加速度计损坏了。
与未受试剂注射的鸟相比,受注射鸟类在注射后20天内移动量减少了19%。这在很大程度上是由于与对照组相比,“生病”的鸟在晚上早休息了约1小时。然而,在鸟类最活跃的时间,两组的活动水平大致相同。
黑格曼说:“人们一直认为,生病的鸟类在24小时或48小时后会恢复正常。出乎意料的是,生病鸟类的康复行为发生了长达三周的变化。”他说,这些鸟不那么活跃的原因,可能是它们在免疫系统减弱的同时表现出发烧、食欲下降和身体疼痛等症状。
研究人员表示,在一年中的某些时候,疾病的影响可能会更严重,比如在繁殖季节,黑鸟需要喂养幼鸟,或者在冬天,可用的食物更少。该小组计划将对此展开进一步调查。
⑵发现猩猩用草药自我疗伤的康复行为。[10]2024年5月,德国和印度尼西亚生物学家组成的一个研究小组,在《科学报告》杂志上发表论文称,他们首次发现,一只猩猩把传统医学中常用的一种植物的叶汁,涂抹自己的脸上,似乎是在加速治愈其面部伤口。在科学记录中,这是首例非人类动物使用有疗效的植物治疗开放性伤口的案例。
研究人员在印度尼西亚勒塞尔火山国家公园,看到一只名叫拉库斯的雄性苏门答腊猩猩,脸颊上有一道新的伤口。他们判断,这可能是拉库斯在与附近雄性猩猩打斗时受伤所致。
受伤3天后,拉库斯有选择地扯下一种名为阿卡库宁的藤本植物叶子,放在嘴里咀嚼,并将叶子的汁水反复而精确地涂抹于面部伤口。这一过程,持续了约7分钟。最后,它还把嚼过的叶子残渣全部敷在伤口上。此后4天,拉库斯的伤口开始愈合。仅仅一个月的时间,它的脸颊就痊愈了,只留下一道淡淡的疤痕。
研究人员指出,这种植物可能加速了愈合过程,因为它具有抗菌、抗炎、抗氧化特性。当地人也常用它来治疗疟疾和黄疸等疾病。有趣的是,拉库斯在受伤期间比平时休息得更多,这对伤口愈合可能有积极影响。在睡眠中,生长激素释放、蛋白质合成和细胞分裂都会增加。
二、哺乳动物摄食行为研究的新成果
(一)探索灵长目哺乳动物摄食行为的新信息
1.研究灵长目人科动物摄食行为的新进展
⑴发现大猩猩会精心准备早餐。[11] 2014年10月,美国加州大学戴维斯分校,人类学助理研究员波兰斯基等人主持的研究小组,在美国《国家科学院学报》上发表研究报告称,他们的研究表明,大猩猩为了吃到最好的早餐,会提前做好计划,并不惜冒险去完成任务。
研究人员在科特迪瓦塔伊国家公园,跟踪了5只雌性猩猩,观察它们在哪里过夜,在哪里觅食。时间总计275天,并横跨了三个缺少果实的地段。他们发现,大猩猩可能晚上会睡在通往早餐地的路上,并且会摸黑采摘它们很想吃却并不太多的水果,例如无花果。
研究人员说:“作为人类,我们长期与鸟类争樱桃,与松鼠抢核桃。对此,我们习以为常。但要知道,这一争抢,其实是在全世界所有物种间展开的。”
该研究还表明,大猩猩会综合各种不同的信息,灵活安排早餐的时间、地点和种类。
波兰斯基说:“能够了解在塑造以认知为基础的行为中,环境复杂性所发挥的作用,这的确令人激动。在复杂的环境中,大猩猩能综合来自周围持久性、细节性的信息,利用高度的认知和灵活的行为,以获取重要的食物资源,这是很有价值的。”
⑵首次观察到黑猩猩捕食陆龟。[12]2019年5月,德国马克斯·普朗克演化人类学研究所,与奥斯纳布吕克大学相关专家组成的研究团队,在《科学报告》发表的一篇动物行为研究论文,报告了迄今已知首次发现黑猩猩捕食折背龟的情况。
黑猩猩属灵长目人科动物,人类的祖先与黑猩猩的祖先在大约500万至600万年前分家,走上各自独立的演化道路。过去人们已知黑猩猩会捕食各种动物,但是在此之前一直没有直接观察到它们能捕食陆龟。
此次,在加蓬卢安果国家公园的里卡姆波野生黑猩猩群落中,该研究团队观察到了黑猩猩捕食陆龟的行为。2016年7月至2018年5月之间,研究人员在10只不同的黑猩猩身上,观察到了38起捕食事件,其中34次捕食成功。
在列入研究的成年雄性黑猩猩身上,研究人员频繁观察到它们捕食陆龟的行为。其具体表现为:先发现猎物,接着用一只手将龟壳砸向坚硬的表面,如树干;最后,爬到树上享受猎物。在38起捕食事件的23起中,成功的黑猩猩与其他群落成员分享了猎物,包括之前尝试打开龟壳未果的黑猩猩。
已知黑猩猩会使用各种工具,比如利用矛状工具捣弄洞内的猎物。在本研究中观察到的行为,为了解黑猩猩所用的敲击技能带来了新见解,黑猩猩通过将食物砸向坚硬表面或使用锤子来打开一些食物,如坚果、硬壳水果和蜗牛等。
研究人员认为,这项研究,也进一步印证了黑猩猩强大灵活的认知能力,以及潜在的未来规划能力。
2.研究灵长目长臂猿科动物摄食行为的新进展
揭示海南不同长臂猿种群的取食行为。[13]2022年10月25日,中新网报道,2022年“国际长臂猿日”暨热带雨林保护国际研讨会,24日至25日在海口举行。会上,中山大学生命科学学院范朋飞教授领导的研究团队报告说,他们利用叫声对长臂猿进行了有效个体识别,发现了不同种群间取食行为的异同。
中国共有六种长臂猿,其中海南长臂猿是中国特有种,也是海南特有种,被列为国家一级保护动物,是世界上目前最濒危的灵长类物种。经过多年的努力,海南长臂猿种群数量从20世纪80年代的2群7~9只增加到2022年4月的5群36只,它们生活在霸王岭热带雨林中。种群增长呈现良好的状况,总体呈现稳定增长态势。
范朋飞长期从事长臂猿的行为生态和保护生物学研究。24日,他以线上参会的方式,分享了其所率团队近期的海南长臂猿保护研究成果。
如何进行个体识别是种群精准监测的关键。海南长臂猿没有斑纹,通过影像难以个体识别。长臂猿具有清晨鸣叫的习性,利用叫声是可行的方式。在昌江霸王岭,研究人员部署了多个具有联网功能的声学监测设备,基于无线网络实时收集声音数据。
范朋飞介绍道:“当保留1000个特征时,我们识别准确率达到96.9%。目前,我们正在进行开放集的测试,在加入新的未知个体后,我们的识别准确率依然达到83%。”个体识别方面,取得比较满意的结果。研究团队在2021年9月正式开始行为数据采集,截至2022年6月,记录到海南长臂猿B群、C群数以万计的行为数据。根据一万余条取食行为记录分析,笔管榕、黄叶树、白颜树等乔木,是海南长臂猿的最常光顾“餐厅”。
范朋飞说,据2022年6月前收集的数据,研究团队发现海南长臂猿的食源植物非常丰富,它们取食116种植物的152种食物。B群和C群取食的食物种类有明显差异,多种食源中,两个群体的主要取食植物仅有6种相同。此外,两个群体的食性,都具有明显的季节性差异,其中,12月和1月海南长臂猿栖息地里果实匮乏,两个群都取食大量未成熟果实、叶和芽等替代食物。
3.研究灵长目猴科动物摄食行为的新进展
发现猴子会在吃完食物后清洁牙齿。[14] 2017年11月15日,《中国科学报》报道,印度哥印拜陀市萨利姆·阿里鸟类和自然历史中心的洪纳瓦利·库马拉等人组成的研究小组,在印度洋东部的大尼科巴岛,跟踪岛上一个海滨村庄里的20来只长尾猕猴,以便了解它们的生活习惯。结果发现,这些猴子已学会用多种工具和技术,获取不同食物多汁的内部果肉,并在吃完后清洁牙齿。
许多猕猴钟爱的食物经常是多刺、黏滑、多毛或脏兮兮的。为了除去那些不能吃的外壳,猕猴或是在水洼里冲洗这些食物,或是将其包裹在叶子里擦干净。它们用叶子裹住食物,还有利于拿稳食物。
这些猴子也吃椰子,它们或是反复扭转将其从树上拽下来,或是用牙齿将其切割下来。如果果实比较软,它们会用牙齿咬开外壳,然后用手脚捧着食用里面的果肉和汁液。但如果椰子是成熟的,它们就要打开外壳。为此,它们会将其拿到岩石等坚硬的地方,然后将椰子砸向地面。不仅仅是使用工具。人们看到这些猕猴还用手击打灌木,以赶走里面藏着的昆虫,然后捕捉那些飞出或是掉在地面上的昆虫。
成年和将成年的猕猴吃完后,会清洁牙齿。它们在牙齿间放入一种细纤维,然后来回拉扯。它们还使用一系列材料作为“牙线”:树针、鸟羽、草叶、椰子纤维、尼龙线和金属丝。有些猕猴在使用它们之前会对其加以修饰,例如将其折断。
库马拉说,在20只猕猴中,看到有9只会清洁牙齿。看到它们在不同的栖息地,吃完各种食物后,都会做这件事。尼科巴岛长尾猕猴是被看到清洁牙齿的第三种猴子。此前曾发现日本猕猴用自己的毛发、泰国长尾猕猴用人的头发清洁牙齿。
4.研究灵长目狨科动物摄食行为的新发现
绢毛猴觅食行为能帮助亚马孙雨林恢复生机。[15]2019年7月,一个由生物学家组成的研究小组,在《科学报告》杂志上发表论文称,在1990年被砍伐并变成水牛牧场后,秘鲁东北部郁郁葱葱的亚马孙雨林失去了大部分树木。不过,在人类遗弃这个地区约10年后,森林开始慢慢再生。如今,他们找到了一种关于这里为何复苏得如此之快的解释:绢毛猴的觅食活动。
绢毛猴是一种当地特有的松鼠大小的猴子。长期以来,科学家一直怀疑绢毛猴在雨林恢复中起到了一定作用。因此,在20多年里,研究人员通过GPS跟踪设备和田野观察,测量了这些猴子在先前被砍伐的森林里待了多长时间。他们还跟踪了猴子排泄出从果树上食用的种子的频率和地点。其中,大部分果树来自附近森林。
在最初的3年里,这些猴子在之前被砍伐的森林里待的时间不到1.5%。但到2016年,这一比例上升到12%左右。在被追踪的数百颗种子中,有15颗存活下来,并且长成了高于2米的树。
研究小组收集了这些树的叶子并分析了它们的基因。结果发现,超过一半的树木由最初来自附近森林的种子发芽长大。研究人员表示,这证实了猴子在使森林被砍伐地区恢复生机方面发挥着关键作用。
不过,尽管这片森林已经恢复了20多年,但它仍然没有足够的植物多样性和植被覆盖率为猴子们提供一个合适的家。对于这一点,只有时间才能告诉人们,森林可能需要多长时间才能完全恢复。
(二)探索食肉目哺乳动物摄食行为的新信息
1.研究食肉目犬科动物摄食行为的新进展
⑴揭示狗作为顶级捕食者捕食行为的影响。[16]2016年2月,加拿大维多利亚大学贾斯汀·苏拉西及其同事组成的一个中心研究小组,在《自然·通讯》杂志上发表论文称,他们通过浣熊的研究发现,它对狗产生的捕食恐惧,可以对其他猎物产生与被捕食者相同的效果,而且可能导致连锁反应并传递到整个动物的食物链。这表明,顶级捕食者的捕食行为,在生态系统内的影响力比以前认为的更加深远。
顶级捕食者的存在会产生瀑布效应,其存在减少了猎物数量,这反过来又使得与被捕食生物竞争的对手数量增加。如果对于被捕食的恐惧让一种动物离开某个生态环境,就会产生和被捕食同样的效果。但是,这种恐惧如何对食物链其他部分产生影响并不清楚。
加拿大研究小组研究了作为顶级捕食者狗产生的恐惧,能否在经常被狗骚扰或杀害的野生浣熊群落构成的食物链中,产生这种瀑布效应。研究中的浣熊,生活在加拿大不列颠哥伦比亚省海湾群岛的海岸上,以螃蟹和鱼为食。研究人员在一个月内连续给浣熊放狗叫声的录音,同时监测浣熊的行为。研究发现,浣熊由于对狗的恐惧,导致在其喜爱的潮间带觅食的时间,减少2/3。
浣熊这种觅食时间上的减少,使得普通滨蟹增加了97%,潮间带的鱼类增加了81%,红黄道蟹增加了61%,这三者都是浣熊的食物。这样一来,其他被螃蟹食用或者与螃蟹处于竞争地位的无脊椎动物的数量减少了,因为螃蟹从被浣熊捕食的压力中释放出来,这表明恐惧可以对整个动物的食物链产生影响。
⑵发现狼具有赌徒式的猎食行为。[17]2016年9月,奥地利埃恩施特布伦狼科学中心一个研究小组,在《心理学前沿》杂志上发表论文称,如今,科学家发现,当涉及到打赌时,狗和人类有很多相似之处,另外,狼却是冒险家,它的猎食行为具有鲜明的赌徒特征。
该研究小组,通过实验,测试来自不同种群的7只狼和7条狗的赌博倾向。他们让这些犬科动物从桌子上倒置的碗里作出选择,这些动物则通过用爪子或口碰触碗做到这一点。
狼和狗已被灌输这样的理念:第一个碗总是藏着尝起来没有什么味道的食团,而第二个碗里藏的是一块美味的肉或者不能吃的石头,两者的概率各占一半。平均而言,在80%的试验中,狼会选择带有风险性的选项,而狗仅在58%的试验中作出这一选择。
原因何在?研究人员表示,当人类在3.2万~1.8万年前驯化狗时,它们从四处猎食变成由人类喂养。此后,狗可能进化出一种更加谨慎的本性。而狼仍坚守着赌徒式猎食这种带有冒险性的生活方式。
⑶发现狐狸会爬树偷猎考拉。[18]2017年2月13日,《中国科学报》报道,澳大利亚悉尼大学瓦伦蒂娜·梅拉领导的研究小组,近日发表研究成果称,他们首次发现,澳大利亚红狐会爬上树,猎食考拉幼崽和其他毫无戒心的动物。
2016年中期,在距离悉尼西北部约250公里的利物浦平原,梅拉开展考拉的实地研究。作为研究的一部分,她会通过相机记录,从若干公里之外造访桉树林饮用泉水的动物。在浏览拍摄结果时,她惊奇地发现许多红狐在爬树。她说:“我非常吃惊,因为我来自欧洲,从未见过那儿的狐狸会爬树。”
当地人告诉梅拉,他们经常看到红狐上树,有时会爬到距离地面4米的地方。梅拉说,尽管这些录像片段,并未捕捉到任何主动的捕食行为,而狐狸可能只是在四处转悠,跟踪其他曾在树上栖息的动物的气味,这些为它们正在狩猎提供了很好的证据。它们并未饮用泉水,这表明它们不会在口渴的时候去那里。
梅拉认为,红狐很可能会瞄准住在树上的物种,这是因为地面上的动物已对它们非常熟悉,而树上的动物则更方便它们悄悄靠近。她说:“比如,狐狸可能很难捕捉到一只兔子,因为后者对狐狸非常熟悉,已经准备好逃跑。但如果是一只羽翼刚丰满的小鸟,或是一只考拉幼崽,它们通常会待在那里不动,所以成了唾手可得的猎物。”
2.研究食肉目熊科动物摄食行为的新进展
揭示大熊猫独爱吃竹子的取食行为。[19]2018年2月,成都大熊猫繁育研究基地研究员张文平领导,诺禾致源科技公司、美国爱荷华州立大学、四川大学等单位相关专家参加的一个研究小组,在《国际微生物生态学会会刊》网络版上发表论文称,他们研究证实:大熊猫并不能从竹子的纤维素中获取必须能量,它们选择竹子作为主要食物的原因,是这种食物分布广泛、生长迅速且拥有高含量淀粉等,是一种生存“性价比”较高的食物。
大熊猫长着食肉的牙齿,却为什么独爱吃竹子,曾一度被大熊猫粉丝们趣称为“百万年之谜”。该研究小组通过对大熊猫粪便分析,研究证实大熊猫肠道菌群基本无能力降解竹子中的纤维,它们并不能从纤维素中获取必须的能量,并通过研究确定大熊猫主要通过竹子中的淀粉、半纤维素、果胶等获取能量。
该研究首次解密了大熊猫选择竹子作为主要食物的原因:在野外相对于其它食物来说,竹子分布广泛,容易获得,与大熊猫进行抢食的竞争者少;相对于其他木本植物,竹子中含有浓度相对较高的淀粉;竹子不同部位随四季的变化其淀粉含量亦随之变化,大熊猫总是选择取食竹子中淀粉含量高的部位。
张文平表示:“竹子中淀粉和半纤维素含量最高的是竹笋,同时竹子的生长很快,每年都有两季。每当竹笋发生的季节,也是大熊猫发情和生儿育女的季节,在这个季节,大熊猫就优先选择取食竹笋。”
竹笋中的高含量淀粉和半纤维素,可以为大熊猫发情及生儿育女大量补充体力,增加体重;而在冬季没有竹笋和嫩竹叶的情况下,竹竿中的淀粉含量及可溶性糖含量,则会达到一年中的最高点,这时大熊猫就开始吃竹竿。
3.研究食肉目鼬科动物摄食行为的新进展
发现海獭依靠触觉进行捕猎。[20]2018年9月,有关媒体报道,美国加州大学圣克鲁斯分校,生态学家萨拉·斯特罗贝尔主持的研究团队发表研究报告称,与其他海洋哺乳动物相比,海獭的身形更加娇小,这意味着,尽管它们长着毛皮,但往往会很快失去热量,因此需要通过快速捕猎获得能量来保暖。他们通过研究海獭的感官,以解开它们为何能够如此高效觅食的谜团。
斯特罗贝尔说:“海獭每天需要吃掉相当于自己体重25%的食物。吃得这么多,意味着海獭首先需要找到这些食物。这正是我们研究的切入点。”她接着说:“海獭的视力并不好,因为水下很暗,螃蟹和蛤蜊往往会藏起来。而在嘈杂的水下环境中,海獭依靠听觉也变得困难。另外,海獭的嗅觉也不好,因为它们在水下时会屏住呼吸。”
剩下的就只有触觉。于是,该研究团队测量了海獭爪子和胡须的敏感度。他们把一只名叫“塞尔卡”海獭的眼睛蒙上,然后给它一块刻有细纹的塑料盘子。塞尔卡的任务是选择带有两毫米凹槽的盘子。它被训练将其与虾产生关联,而不是与带有其他不同大小凹槽的盘子相关联。
事实证明,塞尔卡能用爪子在水面上和水面下,察觉到仅为1/4毫米的沟槽宽度差异,而用胡须则能察觉到半毫米的差异。斯特罗贝尔说:“事实上,它能够把任务执行得又好又迅速,这表明海獭具有快速决策能力以及快速感觉处理能力。想想它们的生活方式,以及寻找食物所需要的速度,这是非常合理的。”
需要说明的是,人类也能感受到这种差异,但却需要用相当于海獭30倍的时间。不过,在人类进化过程中,触觉在狩猎中并没有视觉和听觉那么重要。
(三)探索翼手目与鲸类哺乳动物摄食行为的新信息
1.研究翼手目哺乳动物摄食行为的新进展
发现蝙蝠通过发信号占有食物。[21]2014年3月,一个由生物学家组成的研究小组,在《当代生物学》杂志网络版上发表文章说,他们把蝙蝠置于实验室中,并在蝙蝠觅食时将其发出的信号进行录音,通过分析录音得出这一新结论:当一只雄性棕色大蝙蝠发出回声波定位的信号时,它们并不仅仅是在觅食,同时也是在告诉其他蝙蝠离自己的食物远一点。
蝙蝠通常发出短脉冲进行回声定位,而研究人员发现一些信号与此截然不同,其频率很低,持续时间却很长,且通常以3到4次发声为一组。
研究人员为了弄清蝙蝠发出这种特殊信号的目的,把棕色蝙蝠的猎物黄粉虫用绳子拴住,并对蝙蝠的捕食过程进行拍摄和录音。实验设置了两个环境,在其中一个环境中,蝙蝠是独自飞行的,而在另一个环境中蝙蝠是成对飞行的。
当独自飞行时,蝙蝠并不会发出觅食信号;只有当雄性蝙蝠与另外一只蝙蝠(或雄或雌)一起飞行时,前者才会发出觅食信号,且只有雄性蝙蝠会发出这种信号。此外,发出这种觅食信号最多的雄性蝙蝠,通常会获得猎物,而另外一只雄性蝙蝠则会飞到远处。
雌性蝙蝠不会发出这种觅食信号,研究人员认为这可能是因为在野外,它们更喜欢与近亲一起行动。有趣的是,每一只雄性蝙蝠都有自己独有的觅食信号,且听上去很容易区分,研究人员可以据此确定呼叫者的身份,准确率达96.4%。
2.研究鲸类哺乳动物摄食行为的新进展
揭示须鲸通过伸缩神经张嘴进食的行为。[22]2017年2月,有关媒体报道,当须鲸进食时,它们会张开嘴。须鲸能“一口气”吸入大量的水和猎物。在该过程中,贯穿鲸腹部的神经长度能加倍,然后回弹,而整个过程不会出现任何损坏。现在,加拿大不列颠哥伦比亚大学玛戈·利耶领导研究小组,发现了这种延伸背后的秘密。
利耶说:“人们已经知晓神经的波状起伏,并且广泛认为当一根神经在被应用时出现的拉伸,只是内部被拉直而不是其长度变长,即使从外面看似乎整个被拉长了。但我们发现并非如此简单,至少对一些鲸类而言,当生理需求较大的神经长度改变时,波状起伏分为两个层次。”
利耶研究小组揭示,须鲸神经在两个长度范围起伏。大范围起伏允许神经随着身体运动延长,而小范围起伏则给神经额外的松弛,以便在“折叠”时不被损坏。
研究人员使用微型电子计算机X线断层扫描技术,研究了须鲸神经。他们扫描了6根完整的保存于福尔马林液中的神经,以及一根外层被移除的神经。每根神经都有一个外鞘将许多神经束捆绑在一起形成内核。研究结果显示,神经回弹时,主要的形状是正弦曲线,它能够在神经弯曲和回弹时减轻拉力。
之后,研究人员检验了内部神经结构,发现在神经核弯曲时,小规模波伏在外侧更弱,而在内侧更高。利耶说:“这具有工程学意义,即一个棒子被拉伸时,外部材料被拉伸,而内部材料被挤压。”
虽然须鲸的神经被拉长,但波伏能帮助神经束适当松弛,因此不会出现损伤。利耶表示,下一步,他们将研究其他器官和组织中也需要被拉长的神经,以解答它们是否利用类似机制避免损伤。
三、节肢动物摄食行为研究的新成果
(一)探索昆虫纲节肢动物摄食行为的新信息
1.研究蜻蜓目昆虫摄食行为的新进展
⑴发现蜻蜓可能会利用气味捕食。[23]2014年3月,意大利佩鲁贾大学无脊椎动物生物学家曼妮尔·雷沃拉主持的一个研究小组,在《昆虫生理学》杂志上发表论文认为,蜻蜓是一种令人吃惊不已的动物。它们有六条腿,但其中的大多数不能行走。蜻蜓的眼睛由3万个微小的接受器组成,能察觉紫外线。尽管它们缺乏具备正常嗅觉所需的脑结构,但研究发现,蜻蜓可能会利用气味捕食。
人类鼻子里有很多嗅觉感受器,每一个嗅觉感受器能精准地辨别某个特殊的气味分子。当某种气味飘荡至人类鼻子里,这些嗅觉感受器,会将神经信号传送至被称为嗅小球的感觉中转站。科学家一直认为,大多数陆地哺乳动物和昆虫都具备的嗅小球,是辨别气味的唯一器官。因为蜻蜓和其“近亲”豆娘,都不具备嗅小球或其他更高级的嗅觉中心,大多数科学家认为这类昆虫根本无法分辨气味。
雷沃拉却持不同的观点。在电子显微镜的帮助下,她的研究小组对蜻蜓和豆娘的触须,做了更细致地观察。研究人员发现了类似嗅觉感受器的微小球状物。这些感受器,就相当于昆虫的鼻子,里面有很多嗅觉神经元。当雷沃拉把其感受器暴露在某种气味下时,它们会发出神经脉冲,这更印证了她的观点——豆娘和蜻蜓能感知气味。
感受器要想作为真正的嗅觉器官,不仅要对气味作出反应,而且更重要的是,它发出的信号,必须影响蜻蜓或豆娘的行为。为此,研究人员对蜻蜓开展了一个风洞实验:蜻蜓最爱吃的“美食”果蝇,被隐藏在一个棉布制成的屏风后,果蝇的气味可以通过屏风飘散。结果蜻蜓向果蝇所在的屏风一侧移动,这首次证明了感受器发出的信号会影响蜻蜓的行为。
⑵蜻蜓可通过预测猎物动作来捕食。[24] 2014年12月,一个昆虫学家组成的研究小组,在《自然》杂志发表文章指出,蜻蜓在追捕猎物的过程中,确实可以通过预测神经建模能力来拦截猎物。
任何曾尝试拍死一只昆虫的人都知道,接触到逃窜的昆虫有多难。尽管蜻蜓大脑很小,但它们却精湛地掌握着追捕猎物昆虫的技术。当人类试图拦截一个物体时,大脑会预测该物体会如何运动以及行动时身体应如何反应。研究人员此前并不知晓无脊椎动物是否具有这种预测能力,一直以来均认为它们的行为完全是滞后的。
然而,研究人员这次发现,蜻蜓捕食时具有预测猎物昆虫飞行动作的能力。研究人员把反射标记系在蜻蜓躯干上,然后用高速摄像机记录它们的动作,监测它们如何跟踪猎物:蜻蜓会让躯干与下方猎物形成直线来接近目标。
在此过程中,捕食者蜻蜓会用头部跟踪猎物,但是躯干会与猎物保持直线队列。这些动作需要蜻蜓准确预测猎物与其自身的动作。如果蜻蜓可以与猎物的行动保持一致,获得一场盛宴,就像接近垂直目标、然后当目标经过时抓住它那样易如反掌。
2.研究膜翅目昆虫摄食行为的新进展
⑴发现蚂蚁会选择正确工具运回食物。[25] 2017年1月3日,《中国科学报》报道,匈牙利塞格德大学生物学家伊斯特凡·玛阿克领导,法国巴黎北方大学帕特里齐亚·埃托雷为成员的研究团队,发表论文称,蚂蚁或许比人们认为的更聪明。使用工具,似乎被认为是一些聪明的灵长类动物或是鸟类才会做的事情,但即便是微小谦卑的蚂蚁也会选择正确的工具。
该研究团队开展了一项蚂蚁使用工具的实验,向两种蚂蚁,提供水、蜂蜜,以及一系列能帮助它们把这些食物运回蚁穴的工具。结果发现,蚂蚁能选择那些最方便应用且能吸收足够液体的工具,如一块海绵或纸,尽管这些东西在其生存的自然环境中并不存在。
埃托雷说,人们已经知道,一些蚂蚁会利用泥或沙粒等作为工具,收集并将液体运送到它们的巢穴。但这项实验显示,蚂蚁首次表现出会选择最适宜的工具工作。
为了了解这种行为,研究人员向地栖盘腹蚁和Senilis蚁提供了各种可能的工具,一些来自自然界,如小树枝、松针和土壤颗粒;另一些则是人工制品。
在该实验过程中,蚂蚁最终表现出对某种工具的喜爱,即便这种工具它们并不熟悉。它们会把工具丢进液体中,将其捡起来,然后由工蚁扛着搬回巢穴饮用。
地栖盘腹蚁喜欢用微小的土壤颗粒转移溶解的蜂蜜,用海绵转移纯蜂蜜。很多蚂蚁还将海绵撕成小碎块,用来更好地搬运。Senilis蚁一开始会试用所有工具,然后集中到纸张和海绵上,这些材料能够吸收大多数溶解的蜂蜜。这表明它们具有学习能力。
研究人员认为,工具的重量等因素也会影响蚂蚁的选择,但其相信工具的吸收能力和便携性最为重要。
⑵发现大黄蜂觅食行为取决于能量回报率。[26]2023年10月,牛津大学科学家乔纳森·帕特里克主持的一个研究小组,在《交叉科学》杂志上发表论文称,他们通过观察大黄蜂与人造花的互动发现:大黄蜂会根据最大限度地提高能量回报率,或者每分钟收集的糖量做出选择,决定采集哪一朵花以及停留多久。
帕特里克说:“大黄蜂可以在飞行中决定采集哪种花蜜最经济。通过训练大黄蜂‘访问’人造花朵,并分别使用含糖量高、中或低的不同‘花蜜’,我们发现它们可以在花蜜的能量含量和采集难度之间做出权衡。”换言之,大黄蜂的目标,是为了最大限度地立即将糖回馈给蜂群,而不是为了优化觅食的能量效率。这与早期的研究结果不同,之前人们认为蜜蜂能最大限度地提高能量使用效率。
帕特里克等人在与剑桥大学合作开展的一项研究中,使用不同结构的人造花朵,测试了大黄蜂能否在采蜜难度与花蜜含糖量之间做出权衡。他们为大黄蜂提供了两种选择:一是从难以降落的花朵上采集高糖花蜜,二是从易降落的花朵上采集低糖花蜜,同时设计了计算机程序,以便测量大黄蜂做出决定时的瞬间行为。
最后,研究人员收集了6万个单独行为观察记录,以便精确地估计搜寻到的食物能量。数据显示,大黄蜂的选择取决于哪种花在能量回报上更有利。结果发现,大黄蜂的决定符合一个模型的测算,即选择的关键因素是能量回报率,而不是能量效率。
帕特里克说:“大黄蜂的生活方式与普通蜜蜂不同:它们只在巢中储存少量花蜜,因此必须充分利用每个机会来觅食。物种之间的差异,或许解释了大黄蜂为什么要采取这样一种策略,即它们的觅食能对蜂群有更直接的好处,即使这意味着它们必须更努力地工作,而蜜蜂则会选择更慎重的方法来工作——这应该能延长它们的工作寿命。”
他接着说:“确定大黄蜂使用的采蜜策略,能为理解其如何做出采蜜决定提供一个框架。这些信息可以用来预测它们可能会采哪种花,以便帮助人们选择在田地边缘种植的花卉,以及方便作物育种者培育出对大黄蜂‘更友好’的植物品种。”
3.研究双翅目昆虫摄食行为的新进展
⑴发现盗虻凭借“千里眼”成功捕捉猎物。[27]2017年3月,英国剑桥大学昆虫学家冈萨雷斯·贝利多领导的研究小组,在《当代生物学》期刊上发表论文称,人们可能认为,盗虻的小脑袋和小眼睛,会限制其进行复杂的飞行捕猎活动。但是,他们通过拍摄研究这些袖珍捕食者的飞行技巧,发现事实并非如此。
研究人员发现,盗虻会待在一个地方等待猎物飞过。一旦猎物到来,它们会采取一种名为恒定方位角的拦截战术袭击猎物。此外,一旦盗虻距离目标30厘米,就会“锁定”,然后减慢速度,并弯曲其飞行路线,以便更成功地捉到猎物。而要圆满完成这些动作,盗虻全靠其非凡的视力。
贝利多说:“我们知道,盗虻的视力可能比其他苍蝇更好,但我们从未想象能如此好。此外,让我们惊讶的是,这种动物能使用‘雷达锁定’以放缓捕猎节奏。”
该研究小组在盗虻的自然栖息地,放置了直径1~4毫米的玻璃颗粒,并用高速摄像机,拍下盗虻看到这些玻璃颗粒后的反应。研究人员还借助影像资料,绘制了这些昆虫精确飞行轨迹的三维图形。结果显示,盗虻的飞行路径惊人地准确。而且,这种体长仅有6毫米的昆虫,能看到距离其身长100倍之外的小于2毫米的猎物。
为了进一步探索盗虻的捕食行为和视觉能力,研究人员分析了其眼球内部的解剖学特征。结果发现,盗虻眼球的基本结构,出现了一系列的适应性进化,具有最优化的空间分辨率。该研究小组还计划弄清,这些昆虫捕猎时如何判断何时锁定目标和改变路线,并在分子水平上探索该捕食行为背后的驱动机制。
⑵发现蚊子能通过感知红外辐射来追踪人类。[28]2024年8月,美国加州大学圣芭芭拉分校科学家领导的一个研究团队,在《自然》杂志上发表论文称,他们发现了蚊子具有红外辐射感知能力,这在已知的蚊子感觉能力清单中,又增加了一项内容。
埃及伊蚊等蚊子,利用多种线索从远处定位宿主。这些线索包括人类呼出的二氧化碳、气味、视觉、皮肤散发的对流热以及人体散发的湿度。然而,这些线索都有各自的局限性。研究人员猜测,有更可靠的方向性线索帮助蚊子追踪人类,比如红外辐射。
此次,研究团队把可传播登革热等病毒的雌性埃及伊蚊,放在两个区域进行对照实验。两个区域都暴露在相同浓度的人类气味和二氧化碳中,其中有一个区域还暴露在来自人类皮肤温度的红外辐射源下。
结果发现,与人类皮肤温度接近的34℃红外辐射源,使蚊子的寻主活动增加了一倍,且在距离红外辐射源约70厘米的范围内,这种活动频率仍维持较高水平。这表明,感知红外辐射是蚊子用来定位人类的新途径。
蚊子无法像感知可见光那样直接感知到红外辐射,因为其能量太低,无法激活动物眼睛中用于检测可见光的视紫红质蛋白。但研究团队发现,蚊子触角尖端有一种温度敏感蛋白TRPA1,其本质是一个温度传感器,可帮助蚊子检测红外辐射。这一发现,有助于解释为什么宽松的衣服特别能防止蚊虫叮咬。因为其不仅可以阻止蚊子接触人类皮肤,还可以让红外辐射在皮肤和衣服之间消散,让蚊子无法感知到红外辐射。
4.研究半翅目昆虫摄食行为的新进展
发现牧草长沫蝉具有不挑剔的吸食行为。[29] 2023年10月,美国自然历史博物馆昆虫学家文顿·汤普森,与英国萨塞克斯大学生态学家克莱尔·哈金联合建立的国际研究团队,在《公共科学图书馆·综合》上发表论文称,他们对业余摄影和其他数据的分析显示,牧草长沫蝉具有不挑剔的吸食行为,它能够吸取1300多种植物物种的汁液,其食谱几乎是具有下一个最广泛饮食昆虫的两倍多。正是这种不引人注意而食谱宽广的昆虫,传播苛养木杆菌,导致意大利南部的橄榄树林发病枯萎。
牧草长沫蝉之所以有这么个称呼,是因为其幼虫排泄的尿液,会在植物茎上形成保护性的唾液状小气泡。大多数吸汁昆虫,会钻入植物营养丰富的组织韧皮部,但长沫蝉专门吸食另一种更稀释的组织:木质部的汁液。这种汁液,在不同植物物种之间几乎没有区别。因此,长期以来,研究人员一直怀疑牧草长沫蝉及其亲属对吸食的植物并不挑剔。
事实上,大约50年前,汤普森开始建立一个数据库时,把2500种长沫蝉物种与寄主植物联系起来,但却忽略了牧草长沫蝉,因为他怀疑牧草长沫蝉太多了。
然而,大约十年前,当汤普森发现牧草长沫蝉会在橄榄树上传播木杆菌时,他与哈金合作,试图确定这些破坏性昆虫的饮食习惯。研究人员整理了一个英国研究联盟的数据,该联盟几年前招募英国公众成员,让他们尽可能多地在不同的植物上拍摄牧草长沫蝉或其亲属。此外,该研究团队进行了新的野外研究,并研究了博物馆记录和鲜为人知的科学论文。
总的来说,研究人员发现牧草长沫蝉寄生在1311种植物上,属于631个属和117个科,特别是雏菊和蔷薇科。但令人惊讶的是,这个物种还喜欢蕨类、草本植物、灌木以及树木。汤普森说:“西班牙杏树甚至爆发了一场新的木杆菌疫情,这可以归因于牧草长沫蝉。”
5.研究鳞翅目蚕蛾幼虫摄食行为的新进展
揭示蚕破解桑叶防卫机制的进食行为。[30]2018年9月,日本京都大学和东京大学、筑波大学等机构组成的一个研究团队,在《科学报告》杂志网络版上发表论文称,蚕蛾幼虫蚕是吃桑叶长大的,但桑叶有自己的防御机制,蚕是如何破解的呢?他们发现,蚕分泌的一种酶可以抑制桑叶的挥发物,防止自己的天敌被桑叶招引过来。
一些植物被虫吃的时候会释放出绿叶挥发物,其气味信息可以招引虫子的天敌来克制虫子,这被称为植物的间接防卫机制。寄生蝇这类寄生昆虫,就能够依靠植物释放的绿叶挥发物高效地找到宿主,蚕是它们的目标。
该研究团队发现,蚕在吃桑叶时,会从吐丝口分泌一种酶涂抹到吃过的地方,这种酶能够抑制绿叶挥发物生成。这样,桑树无法引诱寄生蝇前来,蚕就能安全进食桑叶。
研究人员说,这种酶尚属首次发现,目前也仅在鳞翅目昆虫体内发现。这是首次发现,植食性昆虫能巧妙地克制植物的间接防卫机制。
(二)探索蛛形纲节肢动物摄食行为的新信息
——发现长腿蜘蛛利用强力“胶水”诱捕猎物[31]
2014年10月,德国生物学家组成的研究小组,在《实验生物学期刊》网络版上发表研究报告称,普通蜘蛛以利用蛛网粘住猎物而闻名,但他们发现,它们的近亲长腿蜘蛛能利用自己的腿制造黏性陷阱。
这种动物面部长有短的腿样肢体,这些须肢被微小的毛发掩盖,并且顶端携带着黏性液滴。利用高速摄影机,研究人员观察到,仅仅利用其带有黏性的腿,长腿蜘蛛就能捕获快速移动的跳虫。跳虫甚至比蜘蛛自身还大。
为了验证这种蜘蛛粘合剂的强度,研究小组使用尖端带有微小玻璃珠的玻璃吸管,拉动单根黏性须肢。他们以不同的速度向后拉动须肢,并用影像记录了吸管端的偏移程度。研究人员说,仅仅是一根须肢,就足以承受一只跳虫的平均重量。
更让研究人员惊讶的是,他们拉动须肢的速度越快,滴液的黏性就变得越大,这表明这种胶水是所谓的非牛顿流体,与大部分流体不同的是,当承受突然的外力时,它会变得更有黏性。这就意味着,跳虫越挣扎,黏胶就会越紧地缚住它。
四、生物摄食行为研究的其他新成果
(一)探索鱼类摄食行为的新信息
1.研究脂鲤目鱼类摄食行为的新进展
发现穴居丽脂鲤演化出极端的耐饥饿特性。[32]2018年3月,美国斯托瓦斯医学研究所专家尼古拉斯·罗纳及其同事组成的一个研究小组,在《自然》网络版发表论文显示,墨西哥穴居丽脂鲤是脂鲤目丽脂鲤属鱼类,它通过存储脂肪,演化形成胰岛素抗性和血糖稳态失调,已经适应了极端的食物匮乏环境。这些发现,反映了为适应特殊环境挑战,墨西哥丽脂鲤在生理上产生的极端演化现象。
由于缺乏光合植物和藻类,穴居动物必须长期忍受营养匮乏的情况。墨西哥丽脂鲤可分为河居(地表水体)种群和穴居种群,二者可获取的营养存在显著差异。与河居种群相比,洞穴鱼耐饿,在食物匮乏时体重会有小幅下降。科学家已鉴定出多个其演化形成的耐饿性因素,包括昼夜节律降低、代谢速率下降和体脂增加等。然而,这些演化适应背后的遗传变化基本仍不为人知。
该研究小组把实验室养殖的两种墨西哥丽脂鲤种群作为考察对象,对比了它们的血糖水平,发现穴居种群在被喂食后,血糖水平明显更高。之后,研究人员检查了短期禁食和长期禁食期间葡萄糖稳态的情况。穴居种群的血糖水平显著提高,而河居种群小幅下降;但是,在禁食21天后,他们观察到穴居种群血糖水平显著下降,而河居种群小幅下降,这意味着穴居种群的一个特征是葡萄糖稳态失调。此外,研究人员还发现,这两个种群的胰岛素受体存在差异,表明存在与胰岛素抗性相关的突变。
2.研究囊鳃鳗目鱼类摄食行为的新进展
鹈鹕鳗通过头部充气来提高捕猎效率。[33] 2018年10月,有关媒体报道,一个海洋生物学家组成的研究小组,来到亚速尔群岛附近的大西洋海域,这里距葡萄牙海岸约1500公里,他们驾驶潜艇潜入1000米深的海底,首次用录像机对鹈鹕鳗进行直接拍摄,由此获得第一个鹈鹕鳗捕猎行为的录像,发现鹈鹕鳗会用脑袋充气的方式来提高抓捕猎物的效率。
鹈鹕鳗是囊鳃鳗目的一种深海鱼类,其外形奇特,身体纤细,而头部像气球一样膨胀。由于它喜欢生活在热带和温带海面下500米到3000米之间,所以人类很少能看到或拍摄到这种鳗鱼。这使得研究人员很难找到了解其行为的线索,从而解释为什么它会进化出如此奇怪的头部。
现在,该研究小组发现,这种鱼不仅会使头部充气,形成一个用来捕食的小袋,还会积极捕猎和游向小鱼。先前的研究,曾假设鹈鹕鳗膨胀头部是为了引诱猎物,或制造一个大洞让食物掉入,但这些研究主要依赖于死鹈鹕鳗胃里的食物。而新的录像证据表明,鹈鹕鳗在寻找食物方面扮演着更为积极的角色:探索周围环境,跟踪猎物,并使头部充气,以最大限度地提高吞噬它们的可能性。
研究人员希望,能记录更多鹈鹕鳗和其他未经研究的深海生物的影像,以便更好地了解它们怪异特征的进化史,以及它们是如何凭借这些不寻常的适应能力,在恶劣的深海环境中生存下来的。
3.研究鲈形目鱼类摄食行为的新进展
拟单鳍鱼通过进食使自己能发光。[34]2020年1月,日本中部大学等机构组成的研究小组,在《科学进展》杂志上发表论文称,拟单鳍鱼是海洋中一种身体会发光的鲈形目鱼类,但它自身并没有发光基因,而是通过进食发光浮游生物来获取能发光的蛋白质,使自己成为发光生物。这是研究人员首次发现如此“偷盗蛋白质”的现象。
研究小组表示,他们分析了拟单鳍鱼这种会发光的海鱼,发现它发的光来自一种名为荧光素酶的蛋白质,而其自身没有合成这种蛋白质的基因。
分析显示,拟单鳍鱼体内荧光素酶,与发光浮游生物海萤体内荧光素酶一样,而海萤是拟单鳍鱼的食物。通常动物进食蛋白质后会将其消化,但这项研究显示,拟单鳍鱼进食海萤后并不消化荧光素酶,而是直接把荧光素酶吸收到特定器官的细胞内,从而“点亮”自己。
研究小组说,这是首次发现上述特殊现象,他们将此命名为“偷盗蛋白质”。今后,研究人员将进一步研究拟单鳍鱼“偷盗蛋白质”进食行为的进化过程、相关基因机制,以及这种现象在生物界中是否普遍存在。
(二)探索鸟类与爬行动物摄食行为的新信息
1.研究鸟类摄食行为的新进展
⑴发现叉尾卷尾鸟能通过欺骗窃取食物。[35]2014年5月1日,一个由英国、澳大利亚和南非鸟类学家组成的研究小组,在《科学》杂志上发表论文称,他们研究发现,非洲叉尾卷尾鸟会模仿多种动物报警的叫声,它常常用这种伎俩吓走其他动物,成功窃取逃跑者弃而不顾的食物。
叉尾卷尾鸟喜欢跟在猫鼬和斑鸫鹛等动物的身后。如果发现这些动物找到可口的食物,比如一条肥肥的虫子,叉尾卷尾鸟便会发出有天敌逼近的虚假警报,把它们吓走,从而自己享用一顿免费美餐。
在非洲南部的卡拉哈里沙漠,研究人员用近850小时,观察了64只叉尾卷尾鸟的688次偷窃食物活动后发现,它们会模仿多达32种物种的报警叫声。对于不同的对象,它们有针对性地采用不同的报警叫声。
不过,即便是斑鸫鹛,在连续上当3次后,也会自动忽略同一类型的报警声。叉尾卷尾鸟这时显示出“欺骗大师”的才能,它们会连续两次发出同一物种的报警叫声,第三次则换成另外一种物种的警报,这种组合报警方法会让斑鸫鹛继续“中招”。
此前研究曾表明,叉尾卷尾鸟与受害者之间进化出一种特殊的共生关系,比如当有叉尾卷尾鸟在身后时,斑鸫鹛会放松警戒,把更多精力用于寻找食物。叉尾卷尾鸟虽然会用虚假警报骗取食物,但有时也会发出真的警报。研究人员认为,这种有真有假且灵活多变的“战术性欺骗”策略,可能说明叉尾卷尾鸟拥有复杂的认知能力。
⑵发现非洲企鹅会通过组团合作方式捕鱼。[36]2017年10月9日,《中国科学报》报道,南非纳尔逊曼德拉大学阿利斯泰·麦金尼斯和同事组成的一个研究小组,发表研究成果称,他们发现,同类非洲企鹅会一起合作捕鱼,通过这样做,它们能够在消耗更少能量的同时,捕获更多的猎物。
非洲企鹅会成群结队地觅食,但没有人见过它们在水下捕鱼。为了了解其如何在自己的栖息地捕猎鱼类,如沙丁鱼群和凤尾鱼群,该研究小组在12只非洲企鹅身上安装了摄像机。
在大多数潜水情况下,企鹅都在追逐一条鱼,但有时它们会结队从而获得更大的回报。研究人员发现,企鹅成群地将鱼群驱赶到水面,让它们聚集成一个“诱饵球”。任何试图逃跑的鱼,都会从这个群体中脱离出来,使它们成为容易被捕捉的猎物。企鹅背部的羽毛是黑色的,胸前则是白色的,这可能很难让鱼看到它们从下方接近。
研究人员用捕获的鱼的数量除以觅食时间,计算了企鹅的捕食效率。他们发现,当企鹅结群捕猎鱼群时,它们的效率是自己单独攻击时的2.7倍。以群体方式觅食,在很多方面都是有益的。在最简单的层面,像剑鱼这样用喙捕鱼的动物能够捕食更多的鱼。在更复杂的层面上,类似海豚一样的动物可以交流并协调它们的活动。
麦金尼斯说,企鹅并未像海豚那样合作,但它们的结队可能比剑鱼更先进。在水面上,它们会与其他企鹅进行交流,并同步潜水。日本国家极地研究中心渡边由纪说:“这项研究提供了企鹅积极地与其他个体互动,以提高捕猎效率的首个证据。”他表示,其他企鹅可能也会这么做,但需要进一步研究。
2.研究爬行动物摄食行为的新进展
发现变色龙用舌头分泌黏液来捕猎。[37] 2016年6月20日,比利时蒙斯大学科学家巴斯卡·达曼领导的研究团队,在《自然·物理》杂志上发表的一项多学科研究,组合了实验数据与力学模型,显示变色龙舌头上分泌的唾液的黏性,比人的唾液高400倍左右,这种黏性附着力,足以解释变色龙是如何捕获重量为其体重1/3的猎物的。
变色龙是一种机会主义捕食者,在感觉到捕食范围内出现猎物之前,都会保持不动并隐蔽。它们弹出舌头,可以触到距离其身体长度两倍远的猎物。然而,变色龙的舌头粘住猎物的机制,人们至今还不清楚。目前,研究人员已经提出若干模型,包括真空吸附,涉及舌头与猎物粗糙表面的交联机制。
该研究团队的成果显示,变色龙黏液的黏合性,足以在没有其他因素的情况下起效。研究人员确定了变色龙舌垫处分泌的黏液的黏性。根据黏性的测量数据,他们建立了一个模型,描述变色龙舌头,是如何利用这种高黏性来捕获猎物的。同时,这种解释,与不同品种变色龙的观察结果,相符度很高。
(三)探索无脊椎动物摄食行为的新信息
1.研究环节动物摄食行为的新进展
发现蚯蚓躲开植物防御系统的进食行为。[38]2015年8月,德国马普海洋微生物研究院曼纽尔·里切克、英国伦敦帝国理工学院雅各布·班迪等专家组成的一个研究小组,在《自然·通讯》杂志发表论文称,蚯蚓肠道中产生的一种独特化合物,可以保护它们在进食时,不受植物产生的防御性化学物质的损伤。这些化合物起到的作用就像是表面活性剂,降低了植物化合物之间的表面张力,或者干脆破坏掉它们的化学性质,其机制类似于洗洁精或是其他清洁用品所起作用的方法。
植物为了避免地面上的食草动物把它们吃掉,会产生阻止蛋白质结合的化学物质多酚。多酚广泛存在于植物体内,在被动物吃下后,可以抑制其肠道中酶的作用。植物采取这种“防守策略”的结果,就是使这些化学物质被保留在枯枝落叶中。对于蚯蚓这种生活在地面以下的“分解者”来说,这无疑是一种饮食上的挑战。
此次,研究人员使用了各种技术来分析,摄入了植物多酚后蚯蚓肠道液体的化学组成,同时详细地展示出在消化道的哪个部位多酚最活跃。他们在肠道中,找到了一组从前没有被科学界描述过的、具有表面活性的代谢产物,并将其命名为“蚓防御素”。
研究人员发现,这些化合物存在于14类不同蚯蚓物种的肠道当中,但是在其他亲缘关系较近的无脊椎动物群,例如水蛭和颤蚓当中则没有发现。这表明“蚓防御素”是蚯蚓独有的一种物质。在自然环境下的蚯蚓,进食了含有丰富的多酚类物质一餐后,它们会增加“蚓防御素”的浓度进行分解。当然,这也意味着,这种物质,在全球范围内,约百亿吨的植物碳循环中,起到了重要的生态作用。
论文作者表示,蚯蚓体内自带“洗洁精”,是其能适应在土壤中生活,并吃掉枯枝落叶的一个关键。
2.研究刺胞动物摄食行为的新进展
发现珊瑚会通过发光引诱猎物。[39]2022年7月,以色列特拉维夫大学等机构相关专家组成的一个研究小组,在《自然·通讯》杂志上发表论文称,他们通过实验研究表明,珊瑚在海水中发光是为了引诱猎物。
第一阶段实验,研究小组在实验室中选用甲壳类动物卤虫,测试荧光对浮游生物的潜在吸引力。卤虫生活于高盐的盐田和咸水湖,是一种重要的饵料生物和良好的实验动物材料。
研究人员发现,让卤虫在绿色或橙色荧光靶标与清晰的对照靶标间进行选择时,它们表现出对荧光靶标的明显偏好。在所有实验中,荧光信号对甲壳类动物呈现出极大吸引力。
然而与甲壳类动物不同的是,不被认为是珊瑚猎物的鱼并未表现出类似选择趋势,而是总体上避开了荧光目标,特别是橙色荧光目标。
第二阶段实验,研究小组在深约40米的海域进行,那里是珊瑚的自然栖息地。目标是考察在自然水流和光照条件下,荧光对各类浮游生物的吸引力。研究发现,绿色和橙色荧光诱捕器吸引的浮游生物,是透明诱捕器的两倍。
研究的最后一个阶段,研究小组在以色列红海海滨城市埃拉特附近45米深海域,对珊瑚的捕食率进行检测,发现显示绿色荧光珊瑚的捕食率,比显示黄色荧光珊瑚高出25%。
研究人员说,许多珊瑚呈现出荧光颜色的图案,突出它们的嘴或触手尖端,这说明珊瑚发光就像其他生物发光一样,是用来吸引猎物的一种机制。他们表示,尽管现有的关于浮游生物对荧光信号的视觉感知知识存在一定空白,但这一研究,为荧光在珊瑚中的诱捕作用,提供了实验证据。
(四)探索食虫植物摄食行为的新信息
——发现猪笼草用甜美花蜜诱捕昆虫[40]
2023年11月25日,英国植物化学家赛布雷尔·贝比等人组成的一个研究小组,在预印本平台上发表论文称,他们的研究,揭示了猪笼草可以有效捕捉猎物的原因:它可以产生一种含有强效神经毒素的花蜜,使猎物在叶片边缘失去平衡,跌入其设置的陷阱里。
猪笼草能够茁壮成长在不适宜生存的地方。在它们生长的东南亚和澳大利亚的土壤中,几乎没有什么氮元素,但有一个可怕的来源提供了这种必需的养分,那就是滑入猪笼草球状陷阱的小动物,主要是昆虫。
英国布里斯托大学研究员乌尔丽克·鲍尔表示,这一发现令人着迷。她研究猪笼草已经将近20年,但她没有参与这项研究。她说,花蜜在很长时间以来一直被忽视,并且花蜜中含有“毒药”化合物的想法是合理的。然而,她和其他人希望有更清晰的证据,证明毒素源于花蜜,并且确实是不幸昆虫跌入陷阱的原因。
贝比研究食肉植物已经有10多年,他称其为“地球上最独特的生命形式”。该研究小组发现,印度猪笼草的边缘会发出荧光,新打开的捕虫器会释放二氧化碳,这些特征都能吸引昆虫。他们还知道,这些植物会在陷阱及其周围产生花蜜,作为诱饵。为了找到更效的证据,他们决定进一步研究这个问题。
在其他植物中,花蜜并不是用来伤害昆虫的,而是用来保护自己的。例如,花蜜的高含糖量会吸引蚂蚁,蚂蚁的出现和攻击性,会吓退潜在的食草动物。但是,当贝比等人在研究所植物园中,认真研究了几种猪笼草花蜜的成分时,发现其中含有一种干扰乙酰胆碱酯酶酶活性的化合物。乙酰胆碱酯酶,可以防止生物神经元之间乙酰胆碱的积累。而乙酰胆碱过多,会导致肌肉痉挛、无力、模糊视觉和瘫痪。
贝比等人检查了在猪笼草液中淹死的蚂蚁,发现它们的组织中几乎没有乙酰胆碱酯酶活性;而在植物外部收集的蚂蚁显示出更多的这种活性。贝比说,这表明花蜜抑制了昆虫的运动,使它们暂时变得笨拙,更有可能跌入猪笼草陷阱。