黄蜂用熏蒸来保持食物新鲜

欧洲的蜜蜂狼使猎物麻痹,并使用一氧化氮气体保持尸体新鲜。
2019年7月8日

采访

Erhard Strohm,雷根斯堡大学

Beewolf猎物

狼黄蜂麻痹一只蜜蜂,在尸体上涂上有益的细菌和脂质来抑制微生物的生长,并产卵。新出的黄蜂幼虫吞食保存完好的蜜蜂尸体。

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有些动物用母乳喂养幼崽。有些依靠后代自己照顾自己。但其他物种,比如黄蜂Philanthus也被称为欧洲狼蜂或蜜蜂杀手黄蜂,它们有一个更可怕的策略:它们麻痹一只蜜蜂,把它拖到巢穴里,在上面产卵。当它孵化后,黄蜂幼虫会吃掉尸体。我们已经知道黄蜂使用几种策略来保持食物新鲜,包括抑虫脂质和有益微生物的剂量,但现在,正如他向克里斯·史密斯解释的那样,埃哈德·斯特罗姆发现它们还使用了一种更巧妙的策略:熏蒸……

昆虫卵,实际上是欧洲狼的卵,用一种气体来对抗真菌。它们必须这样做,因为蜂狼会猎杀蜜蜂,并为它们的后代提供瘫痪的蜜蜂作为食物。他们把这些瘫痪的蜜蜂带到地下的巢穴,那里有潮湿温暖的小气候。因此,蜜蜂很快就会被真菌覆盖。我们之前报道过,蜂狼已经进化出了两种不同的机制:蜜蜂用脂类碳氢化合物进行防腐处理,这样真菌的生长速度就会慢一些;另一件事是,蜂狼与细菌共生,这些细菌被培养成触角,雌性将这些触角传递给幼虫,它们将这些细菌整合到茧中,细菌在茧中产生抗生素。但这两种机制不足以导致幼虫如此高的存活率,因此必须有第三种机制。实际上,当我们打开观察笼时,我们就会想起游泳池里的氯。所以我们开始问这种气味是从哪里来的,结果发现它实际上是由鸡蛋散发出来的。

克里斯:所以你能从这些蜜蜂身上闻到一些让人想起游泳池的味道,这些蜜蜂已经被黄蜂防腐了,作为未来幼虫的食物。那气味是从哪里来的呢?被防腐处理过的蜜蜂?

艾哈德-是从蛋里出来的。你可以把卵从蜜蜂身上取出来,你会发现它有气味。

克里斯:所以鸡蛋释放了一些东西,你可以闻到鸡蛋散发出来的气味,让人想起游泳池:氯,但不一定是氯。你认为那是用来保护蜜蜂尸体的吗?

艾哈德:是的。我们继续识别这种气体。我们发现它是一氧化氮,这种一氧化氮很容易氧化成二氧化氮,而二氧化氮闻起来像氯。

克里斯:二氧化氮对微生物有什么影响呢?它会杀死它们吗?

艾哈德:一氧化氮和二氧化氮都是自由基,它们会与生物分子发生反应,杀死真菌。

他们为什么不把黄蜂幼虫杀在卵里呢?还有,为什么它们不消灭有益的微生物群呢?这些微生物群是雌黄蜂从触角上擦去的,并在蜜蜂的尸体上受精的。

艾哈德:是的,这是整个故事中最令人费解的事情之一。我们并不知道卵子是如何被保护的。我们认为卵子中的胚胎会产生一氧化氮,这些一氧化氮可能会通过特殊的运输分子被运送到蛋壳中,然后被运送到外面,但它不能回到卵子中。所以也许它只是鸡蛋外面的一层防止这些氮氧化物回到鸡蛋里。另一个问题是,为什么由母狼带入血细胞的细菌不受影响,这也是未知的。我们可以推测,这些细菌已经进化出一种抵抗这些氮氧化物的能力,但我们还不知道。

克里斯-考虑到真菌的优势是如此之大,如果你没有被一氧化氮中毒,那么有这么多美味的蜜蜂食物可以吃,为什么真菌没有进化得更有弹性,就像你假设的那样,微生物群是由雌蜂添加到蜜蜂体内的,以及卵内生长的幼虫;为什么真菌没有产生自己的抗性?

艾哈德:嗯,如果真菌中存在抗性选择,它们肯定会进化出一种抵抗一氧化氮或二氧化氮的机制,但真菌方面并没有巨大的选择,因为在所有的孵化细胞中都会有不同的真菌。由于这种非专门化,就没有选择。共生细菌总是暴露在氮氧化物中,因此对它们会有很强的选择来产生抗性。当然胚胎也是如此。

克里斯-当幼虫在妊娠期发育时,它们会停止这种一氧化氮的过量分泌吗?

艾哈德:嗯,一个非常有趣的方面是,气体只在大约两个小时的短时间内产生,它在产卵后大约14小时开始产生,气体将产生两个小时,然后逐渐消失。所以似乎有一个时间点,这种气体浓度很高,在这段时间里,真菌会被杀死,然后气体会从孵化细胞中消失,所以孵化的幼虫就不会再受到气体的影响。

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