华威大学研究人员发现,一些蝴蝶毛毛虫除依靠化学拟态外,还会通过精确计时的振动节奏与蚂蚁“沟通”,从而获得保护、食物以及进入蚁巢的机会。相关研究由华威大学、都灵大学和森林研究所共同完成,发表于《纽约科学院年刊》。

研究指出,部分蝴蝶物种在幼虫阶段对蚂蚁具有高度依赖性。蚂蚁会将幼小毛毛虫视作群体成员带入巢穴,提供防御并在部分情况下进行喂养;作为交换,毛毛虫会分泌含糖物质,或通过模仿蚂蚁行为以融入蚁群。

研究团队在既有“化学拟态是共生基础”的认识之上,进一步将注意力转向振动信号。他们分析了两种蚂蚁与九种毛毛虫的振动声学信号,这些微小振动可通过植物、土壤或蚁巢壁传播。研究同时比较了不同毛毛虫与蚂蚁关系强度(拟蚁性)下的节奏特征,包括脉冲速度、间隔时间以及模式规律性。

结果显示,拟蚁性最强的毛毛虫所发出的信号具有高度规律的计时,并呈现更复杂的节奏结构,类似交替强弱拍的音乐节奏;其节奏与蚂蚁自身使用的节奏高度相似。相较之下,拟蚁性较弱或与蚂蚁无关联的物种,产生的节奏更简单或更不规则。

华威大学心理学系研究员Chiara De Gregorio博士表示,这些毛毛虫在“说”蚂蚁的语言,不仅体现在化学层面,也体现在节奏层面;通过匹配蚂蚁的节拍,毛毛虫能够让蚂蚁相信其属于群体。
都灵大学生命科学与系统生物学系教授Francesca Barbero指出,在蚁巢黑暗且拥挤的环境中,持续振动与噪声难以避免,精确的节奏有助于信号突出并被快速识别;对毛毛虫而言,节奏的准确性可能影响蚂蚁是提供照护与保护,还是完全忽视。
研究还发现,高度依赖蚂蚁的毛毛虫与蚂蚁共享两个关键节奏特征:其一为“等时性”,即脉冲以均匀间隔形成稳定节拍;其二为“双重节拍”,即交替长短间隔的更复杂模式。研究称,这一组合仅在蚂蚁及最依赖蚂蚁的毛毛虫物种中被观察到,提示双方可能因紧密生态互动而进化出协调的节奏模式。
研究人员表示,上述发现对“复杂节奏主要见于人类或大脑更发达动物”的观点提出挑战,并显示节奏可能是动物交流中的一种基础特征,即便在依赖跨物种合作生存的昆虫中亦然。