本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
"等等,” 你会说。“食蚁兽不是宠物!” 嗯,我之前也没这么想。但是萨尔瓦多·达利养了一只宠物食蚁兽。这对我来说就足够了。
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大食蚁兽,Myrmecophaga tridactyla,只吃蚂蚁和白蚁,这使它成为食蚁动物。(嘿,亚历克斯·怀尔德,我现在明白Myrmecos是什么意思了!)1984年,一位名叫肯特·雷德福的研究人员对大食蚁兽的觅食行为,以及这些食蚁兽与其猎物,高度社会性昆虫群落之间的关系很感兴趣。因此,雷德福前往巴西,在巴西利亚动物园以及埃马斯国家公园的野外研究了一群食蚁兽。
鉴于大食蚁兽及其进化祖先捕食蚂蚁和白蚁已近6000万年,雷德福假设“食蚁兽的食物偏好与其猎物的生物学之间存在明显的共同进化”。更具体地说,蚂蚁和白蚁是高度社会性的,由三个主要的等级组成:生殖等级、工蚁等级和兵蚁等级。白蚁和蚂蚁兵蚁等级的防御方式各不相同,从完全基于化学物质的防御(它们分泌有毒或驱避性化学物质),到完全机械的防御(它们用下颚刺穿攻击者的皮肤,有时甚至会使其流血)。因此,他假设食蚁兽的觅食行为会根据它们所食用的蚂蚁和白蚁群落的兵蚁等级所采用的防御行为类型而变化。
该研究的第一部分是在巴西利亚动物园饲养的三只大食蚁兽身上进行的。在与饲养食蚁兽的主笼相邻的一个小笼子里放置了两个浅盘,每个盘子里都装有被打碎的白蚁丘碎片。因此,每个盘子里都装有数千只活着的、活跃的白蚁。在一系列双向强制选择试验中,雷德福测试了食蚁兽对八种白蚁的觅食行为:Grigiotermes metoecus、Armitermes euamignathus、Cornitermes cumulans、Cortaritermes silvestri、Nasutitermes、Procorniterrnes araujoi、Velocitermes paucipilis 和 Orthognathotermes gibberorum。每只食蚁兽都用所有可能的双向组合进行了测试。
研究人员记录了食蚁兽个体吃不同物种的顺序,以及食蚁兽嗅探但不吃特定物种的次数。由于无法量化食蚁兽吃掉的白蚁数量,他们还记录了每次喂食会话的持续时间,按白蚁物种划分。食蚁兽的觅食行为与三个白蚁变量进行了比较:白蚁的大小、它们的营养价值以及它们使用的防御系统类型(化学防御或机械防御)。
第一个主要发现是,食蚁兽对不同物种的进食量并不相同。在28个双向比较中的24个中,很明显,食蚁兽对一种白蚁物种的偏好超过另一种,而且所有三只食蚁兽个体都表现出相同的偏好。如果您想知道,对于这些食蚁兽来说,最好吃的两种白蚁物种是 Cornitermes 和 Procornitermes。
仅这些发现就表明,食蚁兽正在做出明确的觅食决定;下一个问题是,它们基于哪些变量做出决定?
猎物大小与觅食决定没有显着相关性,因此可以安全地排除,营养价值也是如此。那么与防御相关的变量呢?首先,群落中兵蚁等级所占的百分比与觅食决定也没有相关性。白蚁兵蚁的攻击性也是如此。尽管食蚁兽有明显的偏好,但雷德福无法确定这些偏好背后的变量。(但是关于使用的防御类型的数据在哪里?化学防御与机械防御?快来了,我保证。)
该研究的第二部分是在野外对野生大食蚁兽进行的。从汽车上找到的动物,然后步行跟踪,以便实验人员可以观察和记录喂食会话的数据。收集了关于喂食地点和持续时间的数据,以及(在可能的情况下)猎物物种的数据。总共收集并分析了三十三小时三十九分钟的喂食数据。总的来说,食蚁兽花费了他们 23.1% 的时间(在 40 次观察和 1487 次单独的喂食会话中)从事喂食行为。总共在观察到的喂食会话中识别出八种白蚁和六种蚂蚁。
再次,很明显,食蚁兽表现出明显的偏好。然而,至关重要的是,野生食蚁兽表现出的偏好与圈养同类表现出的偏好不同。例如,圈养食蚁兽最喜欢的白蚁物种 Cornitermes,在野外仅占喂食时间的 12%,偏好度仅排在第四位。而圈养食蚁兽最不喜欢的属 Velocitermes,却是野外最喜欢的。
什么可以解释物种偏好方面的差异?一种可能性是不同物种使用的蚁丘结构。在动物园的测试中,食蚁兽从未必须破开白蚁丘;相反,呈现给它们的是被打碎的蚁丘碎片。例如,Syntermes 是动物园中最受欢迎的物种之一,它的蚁丘结构深入地下 1.5 米,这使得蚂蚁在受到来自上方的攻击时可以撤退到更深的地底。还有一种可能性是,某些防御措施(特别是化学防御)在提供给圈养食蚁兽的碎裂蚁丘中可能效果明显较差。
此外,在野外,食蚁兽可能会以避免兵蚁的方式进食,并且面临的兵蚁与工蚁比率低于动物园提供的样本。具体来说,在食蚁兽开始进食时,工蚁比兵蚁多,这与几秒钟后的情况不同。之前的研究表明,一旦兵蚁与工蚁的比率变得不利(由于工蚁的撤退和兵蚁的招募),食蚁兽就会停止进食。对此的佐证来自于对胃部样本中兵蚁与工蚁比率进行比较的研究。
对这种差异的另一种可能的解释是,在许多情况下,多种白蚁或蚂蚁物种共享同一个蚁丘。这可能意味着,某些在动物园的受控环境中特别美味的物种,由于它们靠近其他不太理想或更具攻击性的物种,而在野外不太受欢迎。
对这种差异的又一种解释来自这样一种可能性,即食蚁兽可能并非专门针对蚂蚁或白蚁本身,而是针对群居的小型节肢动物。在委内瑞拉,食蚁兽主要捕食蚂蚁,而在巴西,它们主要以白蚁为食。饮食差异可能与不同地区各种蚂蚁和白蚁物种的相对可获得性的差异有关。因此,雷德福认为
食蚁兽的偏好可能仅仅相对于它们可获得的社会性昆虫而言,而不是基于特定猎物物种的内在因素。这种灵活性对于使[食蚁兽]能够在具有不同社会性昆虫群落的众多不同栖息地中活动是必要的,并且可以解释本研究报告的野生和圈养偏好之间缺乏一致性的原因。
很可能,这些可能性中的每一种都可能在解释观察到的圈养和野生食蚁兽之间猎物偏好的差异中发挥作用。
但是,关于更大的防御策略问题呢?化学防御与机械兵蚁防御战术?以及营养价值?嗯,这不是很直接,但是当结合来自圈养实验和野外观察的数据时,有证据表明营养价值至少发挥了一定的作用,至少对于 Grigiotermes、Orthognathotermes 和 Armitermes 是如此。防御类型也存在影响:与使用化学防御的白蚁相比,使用机械防御的白蚁更受欢迎。可能是那些依赖使用下颚进行砍削或切割的物种(如 Procornitermes 和 Cornitermes)对于小型捕食者(如老鼠)来说是有效的防御,但对于较大的捕食者(如食蚁兽)来说通常无效,食蚁兽用它们长长的覆盖着唾液的舌头将它们舔食起来。
总的来说,出现了三个似乎决定大食蚁兽觅食决定的主要变量:
(1) 基于兵蚁的防御类型(化学战更有效),
(2) 使用的蚁丘结构类型,以及
(3) 营养价值。
对于每种蚂蚁或白蚁物种,这些因素以不同的方式组合,从而导致不同的总体防御成功率。
这项研究还出现了一个重要的发现。大食蚁兽以类似的方式捕食所有不同的猎物物种,无论营养价值、蚁丘结构或防御系统如何:它们在短时间内在多个不同的地点进食。之前,有人认为这仅仅是谨慎的捕食行为——食蚁兽可以避免完全摧毁任何特定的蚁丘并失去宝贵的食物来源。相反,这些数据表明,食蚁兽的捕食模式是由其猎物采用的防御策略的性质决定的。
肯特·H·雷德福 (1985)。圈养和野生大食蚁兽的觅食和食物偏好 (Myrmecophaga tridactyla) 《动物学杂志》,205, 559-572。