高探测成本驱动群居有毒猎物选择弱警戒信号的进化策略

《Behavioral Ecology》:High detectability costs select weak warning signals in chemically defended gregarious prey

【字体: 时间:2026年02月03日 来源:Behavioral Ecology 2.2

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  本研究针对化学防御型群居猎物为何演化出弱视觉信号这一难题,通过欧洲松树锯角叶蜂(Neodiprion sertifer)幼虫实验,揭示高显眼度会降低幼虫存活率,其防御展示时腹面虽呈现更高亮度,却未与化学防御强度关联。研究为弱视觉信号的自然运作机制及同步防御行为的信号功能提供了新视角。

  
在自然界中,具有化学防御能力的猎物往往通过鲜艳的警戒色警告捕食者,但令人困惑的是,许多群居的有毒昆虫却演化出相对隐蔽的体色。欧洲松树锯角叶蜂(Neodiprion sertifer)幼虫正是典型代表:它们体内含有防御性化学物质,体色却以绿、黑、灰等低调色调为主。这种弱视觉信号策略是否与捕食压力下的生存代价相关?为何不采用更显眼的警戒色以提升捕食者的学习效率?这些问题成为理解化学防御物种信号演化机制的关键。
为探究弱视觉信号的适应性意义,研究人员以欧洲松树锯角叶蜂幼虫为模型,开展了两方面实验。首先通过野外生存实验,比较单独放置与群居状态下、具有隐蔽与显眼标志的幼虫存活率差异;其次分析幼虫防御展示时腹面的视觉特征(如亮度对比度),并检验其与化学防御强度的关联。实验设计巧妙结合了自然条件下的捕食压力评估与视觉信号量化,为揭示群居猎物的信号策略提供了实证基础。
显眼度增加显著降低幼虫存活率
通过操纵幼虫的排列方式(单独vs群居)和体色标记(隐蔽vs显眼),研究发现显眼度提升会显著增加幼虫被捕食的概率。这表明在高多样性的捕食者群落中,过度显眼可能招致更多攻击,反而抵消化学防御的优势。
防御展示腹面亮度与化学防御无直接关联
尽管幼虫在防御展示时腹面呈现更高亮度(luminance),但这种视觉特征并未与其化学防御强度(如毒素含量)形成显著相关性。说明腹面亮度的信号功能可能独立于化学防御效能,或通过其他机制(如集体同步行为)增强威慑效果。
群聚行为本身可能作为威慑信号
实验发现群居状态下的幼虫即使体色隐蔽,仍能通过集体防御行为(如同步释放分泌物)形成有效威慑。这提示群聚本身可能作为一种低成本信号策略,减少对个体显眼度的依赖。
本研究证实了高探测成本是驱动弱视觉信号演化的重要选择压力。欧洲松树锯角叶蜂幼虫通过降低个体显眼度、结合群聚与同步防御行为,在复杂捕食环境中实现生存最优化。其腹面亮度在防御展示中的信号功能虽未直接关联化学防御,但为理解集体行为在信号放大中的作用开辟了新方向。该成果发表于《Behavioral Ecology》,为化学生态学与行为生态学的交叉研究提供了关键案例,强调需从捕食者认知、群落结构及群体行为等多维度解析警戒信号的演化逻辑。
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