破解蝴蝶與螞蟻之間溝通的摩斯密碼
110年03月08日
【本篇報導由生命科學專業學院 徐堉峰教授研究團隊提供】 過去已知灰蝶及螞蟻之間有很緊密的共生關係，灰蝶幼蟲具有蜜腺等喜蟻器官可以吸引螞蟻並藉由螞蟻的照顧來提高存活率，幼蟲則會分泌蜜露供螞蟻取食。不過有趣的是，灰蝶蛹並不具備喜蟻器官，卻同樣能吸引螞蟻前來，此現象引起科學家們好奇，懷疑小灰蝶是否還有其他機制吸引螞蟻。答案之一是人耳聽不見的聲音振動訊號，這項研究成果於2019年12月6日刊登於國際期刊《Scientific Reports》。 這份合作研究跨校更跨國，由臺灣師範大學徐堉峰教授及林岳賢碩士、國立中興大學昆蟲學系楊曼妙教授及廖一璋博士、日本京都大學生存圈研究所楊景程副教授以及比利時魯汶大學Johan Billen教授所組成的團隊，從昆蟲行為學、昆蟲聲學及形態學切入，破解蝴蝶跟螞蟻之間的摩斯密碼，瞭解牠們彼此之間是如何利用聲音振動訊號進行溝通。 本研究以台灣較常見的虎灰蝶Spindasis lohita及其共生螞蟻-懸巢舉尾蟻Crematogaster rogenhoferi為研究對象，發現虎灰蝶幼蟲及蛹都可發出振動訊號，特別是幼蟲還能發出3種不同訊號，回播實驗也顯示這些訊號能夠吸引螞蟻聚集並進行照護行為。此外也發現舉尾蟻會藉由摩擦腹部及腰節的發音器發出聲音訊號並吸引其他螞蟻聚集。分析兩者訊號更發現，灰蝶與螞蟻在訊號長度及主頻率上具有極高的相似性，進一步證實了這些振動訊號在建立蝴蝶及螞蟻的共生關係間扮演著重要的角色。昆蟲的振動訊號常為人耳所聽不見的聲音，必須以特定儀器才能錄音，過去在學術界鮮少被重視，這份研究可說使台灣在生物振動學 (Biotremology) 的領域提升了國際能見度。 圖一：虎灰蝶的成蝶生態照 圖二：正在照顧虎灰蝶幼蟲的懸巢舉尾蟻 這份研究同時開啟了許多後續的研究議題，例如研究也發現蟻后具有與工蟻相同的發音器，蟻后訊號的形式及其功能為何？雄蟻是否也具有發音器？蝴蝶的幼蟲及蛹是如何發出聲音？牠們發音器的位置在哪裡？蝴蝶及螞蟻共生關係的建立來自於化學氣味及振動訊號，但這兩者對於促進牠們共生關係的貢獻度分別為何？台灣還有許多不同物種的小灰蝶與螞蟻共生，牠們的共生關係是否也涉及振動通訊？如果有，是否與這份研究的形式有差異？許多有趣的科學議題都有待未來努力解謎。 圖三：虎灰蝶幼蟲與懸巢舉尾蟻的聲音溝通關係圖