蜜蜂社會存在著“殺嬰”行為
蜜蜂社會存在著相當(dāng)大的潛在沖突,存在著相當(dāng)殘忍的殺嬰行為,存在著相當(dāng)粗暴的監(jiān)督手段。但是有時候,這一切手段都失去了作用,整個蜜蜂社會出現(xiàn)無政府狀態(tài)。
蜜蜂的王國看上去非常和諧,蜂王不停地生產(chǎn)下一代,工蜂則放棄生育,一心一意照看蜂王的下一代,讓整個蜜蜂社會正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。然而,如果進(jìn)行深入研究的話,就會發(fā)現(xiàn)蜜蜂社會存在著相當(dāng)大的潛在沖突,存在著相當(dāng)殘忍的殺嬰行為,存在著相當(dāng)粗暴的監(jiān)督手段。但是有時候,這一切手段都失去了作用,整個蜜蜂社會出現(xiàn)無政府狀態(tài),工蜂只管自己的孩子,不再照看蜂王的下一代。
澳大利亞悉尼大學(xué)的本·奧德洛伊德研究蜜蜂的社會已經(jīng)有10多年,他的相關(guān)研究專著估計(jì)將在今年夏天出版。他說,如果蜜蜂社會出現(xiàn)了上述情況,那么整個社會的崩潰就不可避免了,當(dāng)然這種現(xiàn)象極為罕見。在過去的10多年中,他四處刊登廣告,尋找陷于癱瘓的蜜蜂社會,費(fèi)盡了周折,總算找到兩個這樣的案例。經(jīng)過多年努力,他的研究小組現(xiàn)在終于了解了一些蜜蜂社會癱瘓的原因,他們相信,遺傳基因在其中扮演了非常關(guān)鍵的角色。
性別決定親不親
本·奧德洛伊德說,如果把蜜蜂分成奉獻(xiàn)型和自私型,把它們的基因也分成自私的和奉獻(xiàn)的,問題就有了眉目。早在40年前,英國著名生物學(xué)家威廉·漢米爾頓就提出,在蜜蜂、螞蟻等昆蟲的社會里,決定自私或者奉獻(xiàn)的關(guān)鍵,是在基因上的親密程度。如果有一種利他的基因在社會中得到比較多的分?jǐn)?,那么這種基因的延續(xù)就比較容易。本·奧德洛伊德說,在蜜蜂社會中,決定性別的方式,與這種基因傳播大有關(guān)系。
蜜蜂們決定下一代性別的方式叫“膜翅類昆蟲”方式。其中,雌性蜜蜂帶有兩條染色體,而由未經(jīng)授精的雄性蜜蜂只有一條染色體,這樣產(chǎn)生的下一代,基因與性別的關(guān)系就很特殊了。如果用0和1作為衡量尺度,0代表下一代與上一代毫不相似,1代表下一代與上一代完全相似,那么我們看到:蜜蜂媽媽對蜜蜂女兒的基因遺傳為0.5,蜜蜂姐妹之間相似基因程度達(dá)到0.75,蜜蜂兄妹之間相似程度為0.25。
蜜蜂社會中,工蜂絕大多數(shù)是蜂王雌性的第一后代,他們之間是姐妹,一只工蜂與姐妹下一代之間的基因相似程度為0.75×0.5=0.375,工蜂與兄弟(蜂王的雄性第一后代,蜂王未受精的卵石男孩)的下一代之間的基因相似程度為0.5×0.5=0.25。工蜂的直接后代與工蜂的基因相似程度為0.5,與下一代關(guān)系越親密,工蜂對它們的付出關(guān)心就越大,這便是工蜂自私自利的最根本原因,蜜蜂社會的利害沖突也許是由此而來的。
但是,如果蜂王有好幾個性伴侶,就稀釋了工蜂姐妹們的基因關(guān)系,而工蜂與蜂王的孩子們的親密關(guān)系就得到提升,工蜂與它姐妹的孩子們的基因關(guān)系就會降低,此時,工蜂會把比較多的精力放在照看蜂王的孩子們,同時,工蜂與工蜂之間變成了監(jiān)督關(guān)系,不允許私自生產(chǎn)下一代,對于偷偷產(chǎn)卵的工蜂群起而攻之,并且會把偷產(chǎn)卵吃掉。
1/1000偷生兒幸存
上世紀(jì)80年代,美國康奈爾大學(xué)的生物學(xué)家弗朗西斯·賴特尼克斯發(fā)現(xiàn),工蜂不能交配。但是,他也注意到,在一窩蜂當(dāng)中,也存在幾個調(diào)皮搗蛋的工蜂,偷偷地生下未經(jīng)授精的卵,通常的結(jié)果是,這些調(diào)皮搗蛋的工蜂遭到圍攻,卵被吃掉。盡管一窩蜂當(dāng)中只有7%的工蜂偷偷產(chǎn)卵,但是只有萬分之一的孩子(男孩)幸存。
弗朗西斯·賴特尼克斯發(fā)現(xiàn),在蜜蜂的脫氧核糖核酸中存在一些不具備密碼特征的片斷,這些片段不是遺傳因子,但是由于它們?nèi)菀自诨蚪M中找到,在遺傳中也會有一些表現(xiàn)。于是2000年弗朗西斯·賴特尼克斯用黃蜂(拉丁名dolichovespula saxonica)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),黃蜂的蜂王可進(jìn)行多次交配。如果蜂王只進(jìn)行一次交配,所有的工蜂都能夠順利地生產(chǎn)下一代,但是如果工蜂交配多次,所有的工蜂基本上就沒有生產(chǎn)下一代的可能,這其中起作用的可能就是殺嬰政策。
但問題是執(zhí)行殺嬰政策的工蜂如何區(qū)別哪些是蜂王產(chǎn)的卵,哪些是工蜂偷偷產(chǎn)的卵呢?最近研究小組終于有了新的發(fā)現(xiàn):蜜蜂體內(nèi)杜氏腺體(Dufour gland)直接聯(lián)系著生殖器,對每一個產(chǎn)下的卵都分泌一種特殊的氣味,蜂王的分泌物中脂含量很高,二十碳醇含量很低。即便蜂王死亡,取而代之的工蜂一時間還不能達(dá)到蜂王分泌的脂濃度。不過他也發(fā)現(xiàn),那些調(diào)皮搗蛋的工蜂通常脂濃度較高,比較容易以假亂真,但是他們通常都逃不過殺嬰者,只有當(dāng)整個蜜蜂社會出了問題,以假亂真才會得逞。
遺傳在起作用
奧德洛伊德發(fā)現(xiàn),蜜蜂社會出現(xiàn)無政府狀態(tài)的前提是集中條件巧合。他發(fā)現(xiàn)的兩個出了問題的蜜蜂社會每一個都有10多只調(diào)皮搗蛋的工蜂。而在他專門養(yǎng)的蜂群中,40%的工蜂都是調(diào)皮搗蛋的。他發(fā)現(xiàn),產(chǎn)卵和分辨已經(jīng)產(chǎn)下的卵是由不同的遺傳機(jī)制控制的,工蜂產(chǎn)的卵馬上就會被其他工蜂吃掉,但是如果把這些卵移植到一個工蜂們十分規(guī)矩的社會,這些孩子們就安全了。去年,奧德洛伊德發(fā)表了蜜蜂的基因組排列圖,現(xiàn)在他所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組正在展開遺傳因子的研究。
奧德洛伊德發(fā)現(xiàn),調(diào)皮搗蛋的工蜂能夠超越信息素(外激素)對他們卵巢的限制,如果這是一種基因方面的控制,那么應(yīng)該可以找到相應(yīng)的遺傳因子,由這種遺傳因子負(fù)責(zé)工蜂的絕育,而調(diào)皮搗蛋的工蜂遺傳因子一定出現(xiàn)了某些差異,使得卵巢活躍起來。研究人員通過讓正常雄性與蜂王交配,得到調(diào)皮搗蛋的工蜂,然后再用他們的孩子與調(diào)皮搗蛋工蜂的兒子交配,以便得到充分混合的遺傳因子。之后通過篩選,找出那些與外部特征相對應(yīng)的蜜蜂的基因特征,尤其是卵巢的特征,其中有的卵巢非常發(fā)達(dá),而有的卵巢則幾乎失去功能。
隨后,奧德洛伊德又從正常的和調(diào)皮搗蛋的蜜蜂中提取核糖核酸(RNA),追索究竟是什么樣的蛋白質(zhì)導(dǎo)致了生理機(jī)能的不同。通過對7200只蜜蜂RNA篩選,找出哪些遺傳因子在調(diào)皮搗蛋的蜜蜂身上表達(dá)比較充分,哪些表達(dá)不夠。通過這樣的方法,研究人員發(fā)現(xiàn)了60種遺傳因子,其中排列在前5-6項(xiàng)的遺傳因子與生殖或者信息素接收器官有關(guān),如果不出現(xiàn)意外的話,所謂自私自利或者調(diào)皮搗蛋遺傳因子就應(yīng)該在那一段了。當(dāng)好幾樣遺傳基因湊巧發(fā)生突變的時候,就會出現(xiàn)一批調(diào)皮搗蛋的家伙,這在另一方面也可以解釋,為什么無政府狀況如此少見的原因,盡管危機(jī)早已潛藏在基因的深處。
昆蟲社會的和諧與社會結(jié)構(gòu)有關(guān)
不過弗朗西斯·賴特尼克斯則認(rèn)為,在所有的社會性的昆蟲當(dāng)中,決定當(dāng)女王還是當(dāng)工人的并不是基因,而是撫養(yǎng)方式,蜂王吃的最好,才能長得最大。有一些熱帶蜜蜂會偷吃,然后來一個丑小鴨變天鵝,居然有一天成了蜂王。但是,大黃蜂通向女王的路卻不同。大黃蜂蜂王通常在春天開始白手起家,夏天,新的蜂王候選人往往會出來,蜂王會分泌一種化學(xué)信號讓某一批幼蟲發(fā)展成蜂王,而不必做工蜂,一個星期以后,工蜂也開始產(chǎn)卵,并且開始互相攻擊,女王也攻擊工蜂并吃掉他們的孩子,殺戮將一直進(jìn)行,直到剩下最后一只蜂王為止。然后女王會飛走,跟雄******配一次后就冬眠。
瑞士洛桑大學(xué)的勞倫·凱樂并不認(rèn)為無政府狀況是很少見的,在很多情況下,養(yǎng)蜂人對此認(rèn)識不到,以為是蜂王死了,或者出現(xiàn)了其他問題。無政府狀態(tài)也只是蜜蜂們自私表現(xiàn)的一種,欺騙的行為總會不停地出現(xiàn),維持秩序和殺嬰也會一直進(jìn)行。昆蟲社會的和諧與否看來并不這么簡單,凱樂認(rèn)為,除了與很多的生物技能有關(guān)之外,還有社會結(jié)構(gòu)因素,因?yàn)橹挥羞@樣資源的優(yōu)先配置才能得到解決,并非生物技能一項(xiàng)就能維持昆蟲社會的正常。
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