為了延續生命的循環,植物在演化中發展出形形色色的花朵與氣味,吸引各種授粉者造訪。其中,擬態是十分有創造性的手段,植物能透過模仿外表、氣味或其他生物來誘使特定昆蟲訪花。有一項研究發現了中井白前(Vincetoxicum nakaianum)這種植物會利用特別的方式吸引蠅類幫它們授粉,揭開了一種以往未曾見過的花朵擬態形式。
一位日本生物學研究者望月昂(モチヅキ コウ,Mochizuki Ko)在東京大學小石川植物園觀察到,中井白前在開花時周圍會聚集大量稈蠅科(Chloropidae)的蠅類。這些蠅類多半屬於盜食寄生者(kleptoparasite),牠們專門吸食被其他動物捕食或受傷的昆蟲的體液。而既然這些蠅類會聚集在這種植物上,必定也與牠們盜食寄生的習性有關。
研究者在野外進行長達 150 小時的觀察與採樣,中井白前上出現過 4 種稈蠅,包含富麗稈蠅(Conioscinella divitis)、赤角多鬃稈蠅(Polyodaspis ruficornis)、線稈蠅(Tricimba lineella)與日本稈蠅(Tricimba japonica)。這些稈蠅是中井白前的主要授粉者,牠們不僅停棲於花朵上吸取液體,有時甚至在花朵上交配。牠們的覓食與交配行為與在受捕食的獵物周圍徘徊的行為極為相似,意味著中井白前有可能是藉由模擬獵物來吸引稈蠅。
藉由化學分析,揭示了中井白前的花朵存在 5 種揮發性化合物,壬烷(nonane)、十一烷(undecane)、乙酸辛酯(octyl acetate)、癸基乙酸酯(decyl acetate)以及6-甲基水楊酸甲酯(methyl-6-methyl salicylate),結果發現最後兩者是吸引稈蠅的主要分子,且兩者單獨存在時並無吸引效果,必須協同作用才能構成有效的吸引訊號。癸基乙酸酯與 6-甲基水楊酸甲酯在通常情況下只見於螞蟻體內,尤其是屬於山蟻亞科(Formicinae)的蟻種。
當研究者檢測日本常見螞蟻,日本山蟻(Formica japonica)與林間山蟻(Formica hayashi)在遭蜘蛛攻擊時,牠們所釋放的揮發物與中井白前花朵氣味高度相似,兩者皆包含癸基乙酸酯與 6-甲基水楊酸甲酯。然而,被壓碎的螞蟻卻無法吸引這些稈蠅,表示這些揮發物是來自受捕食壓力下的化學反應。
所以中井白前的花朵氣味正是一種模仿受傷螞蟻氣味的嗅覺擬態,這也是首度證實植物能以螞蟻為擬態對象,並且模仿牠們在受傷時釋放的「求救氣味」。對身為盜食寄生者的稈蠅而言,這種氣味就是潛在的食物來源,因此花朵便能藉此吸引牠們前來,並在吸取花蜜的過程中完成授粉。進一步地說,中井白前不像那些提供香甜花蜜的植物給予昆蟲食物獎勵,而是利用昆蟲對獵物氣味的本能反應進行欺騙。
這項發現也具有化學生態學上的新意義,6-甲基水楊酸甲酯過去幾乎未曾在植物中被發現,這種分子在螞蟻往往作為蹤跡費洛蒙(trail pheromone)、求偶訊號及警報物質等。中井白前的花朵能合成並釋放此化合物,代表這種植物在代謝途徑上演化出能自己生產動物的化學訊息來服務自身繁殖需求。
藉以偽裝出受害螞蟻的求救訊號,引誘前來覓食的稈蠅,讓牠們在無意間成為花粉的運輸者,這展現了植物與昆蟲互動的深層複雜性,若不仔細探究,很難發掘其中的演化巧妙之處。
圖一:中井白前(圖片來源:Qwert1234,採用 CC BY-SA 3.0 授權)
圖二:中井白前花朵吸引稈蠅(感謝 Ko Mochizuki 提供)
作者:水也佑
參考文獻:
Mochizuki Ko. (2025). Olfactory floral mimicry of injured ants mediates the attraction of kleptoparasitic fly pollinators. Current Biology.
為了延續生命的循環,植物在演化中發展出形形色色的花朵與氣味,吸引各種授粉者造訪。其中,擬態是十分有創造性的手段,植物能透過模仿外表、氣味或其他生物來誘使特定昆蟲訪花。有一項研究發現了中井白前(Vincetoxicum nakaianum)這種植物會利用特別的方式吸引蠅類幫它們授粉,揭開了一種以往未曾見過的花朵擬態形式。
一位日本生物學研究者望月昂(モチヅキ コウ,Mochizuki Ko)在東京大學小石川植物園觀察到,中井白前在開花時周圍會聚集大量稈蠅科(Chloropidae)的蠅類。這些蠅類多半屬於盜食寄生者(kleptoparasite),牠們專門吸食被其他動物捕食或受傷的昆蟲的體液。而既然這些蠅類會聚集在這種植物上,必定也與牠們盜食寄生的習性有關。
研究者在野外進行長達 150 小時的觀察與採樣,中井白前上出現過 4 種稈蠅,包含富麗稈蠅(Conioscinella divitis)、赤角多鬃稈蠅(Polyodaspis ruficornis)、線稈蠅(Tricimba lineella)與日本稈蠅(Tricimba japonica)。這些稈蠅是中井白前的主要授粉者,牠們不僅停棲於花朵上吸取液體,有時甚至在花朵上交配。牠們的覓食與交配行為與在受捕食的獵物周圍徘徊的行為極為相似,意味著中井白前有可能是藉由模擬獵物來吸引稈蠅。
藉由化學分析,揭示了中井白前的花朵存在 5 種揮發性化合物,壬烷(nonane)、十一烷(undecane)、乙酸辛酯(octyl acetate)、癸基乙酸酯(decyl acetate)以及6-甲基水楊酸甲酯(methyl-6-methyl salicylate),結果發現最後兩者是吸引稈蠅的主要分子,且兩者單獨存在時並無吸引效果,必須協同作用才能構成有效的吸引訊號。癸基乙酸酯與 6-甲基水楊酸甲酯在通常情況下只見於螞蟻體內,尤其是屬於山蟻亞科(Formicinae)的蟻種。
當研究者檢測日本常見螞蟻,日本山蟻(Formica japonica)與林間山蟻(Formica hayashi)在遭蜘蛛攻擊時,牠們所釋放的揮發物與中井白前花朵氣味高度相似,兩者皆包含癸基乙酸酯與 6-甲基水楊酸甲酯。然而,被壓碎的螞蟻卻無法吸引這些稈蠅,表示這些揮發物是來自受捕食壓力下的化學反應。
所以中井白前的花朵氣味正是一種模仿受傷螞蟻氣味的嗅覺擬態,這也是首度證實植物能以螞蟻為擬態對象,並且模仿牠們在受傷時釋放的「求救氣味」。對身為盜食寄生者的稈蠅而言,這種氣味就是潛在的食物來源,因此花朵便能藉此吸引牠們前來,並在吸取花蜜的過程中完成授粉。進一步地說,中井白前不像那些提供香甜花蜜的植物給予昆蟲食物獎勵,而是利用昆蟲對獵物氣味的本能反應進行欺騙。
這項發現也具有化學生態學上的新意義,6-甲基水楊酸甲酯過去幾乎未曾在植物中被發現,這種分子在螞蟻往往作為蹤跡費洛蒙(trail pheromone)、求偶訊號及警報物質等。中井白前的花朵能合成並釋放此化合物,代表這種植物在代謝途徑上演化出能自己生產動物的化學訊息來服務自身繁殖需求。
藉以偽裝出受害螞蟻的求救訊號,引誘前來覓食的稈蠅,讓牠們在無意間成為花粉的運輸者,這展現了植物與昆蟲互動的深層複雜性,若不仔細探究,很難發掘其中的演化巧妙之處。
圖一:中井白前(圖片來源:Qwert1234,採用 CC BY-SA 3.0 授權)
圖二:中井白前花朵吸引稈蠅(感謝 Ko Mochizuki 提供)
作者:水也佑
參考文獻:
Mochizuki Ko. (2025). Olfactory floral mimicry of injured ants mediates the attraction of kleptoparasitic fly pollinators. Current Biology.