蜜蜂社会残忍的“杀婴”之谜
蜜蜂的王国从表面看上去非常和谐,蜂王不停地生产下一代,工蜂放弃生育,却也一心一意帮助蜂主照看下一代,使得整个蜜蜂社会得以正常运转。但是,如果对蜜蜂社会进行深入研究的话,就会发现蜜蜂社会存在着相当大的潜在冲突,存在着十分残忍的杀婴行为,存在着非常粗暴的监督手段。然而有时候,这一切手段都失去了作用,整个蜜蜂社会处于无政府状态,工蜂只管自己的孩子,不再帮助蜂王照看下一代。
澳大利亚悉尼大学的教授本?奧德洛伊德研究蜜蜂社会已经有10多年了。他说,假如蜜蜂社会出现了上述情况,那么它的整个社会就会面.临崩溃了,当然这种现象非常少见。在过去的10多年中,他不停地刊登广告,试图寻找陷于瘫痪的蜜蜂社会。为此他费尽周折,最后终于找到了两个案例。经过多年的努力,他的研究小组最后终于了解了一些蜜蜂社会瘫痪的真正原睱,他们的研究结果表明,遗传基因在其中扮演了非常关键的角色。
本?奥德洛伊德说,如果把蜜蜂分为奉献型和自私型这两种类型,把它们的基因也分成自私型和奉献型这两种类型,答案就可以揭晓。早在40年前,英国著名生物学家威廉?汉米尔顿就提出,在蜜蜂、蚂蚁等昆虫的社会里,决定自私或者奉献程度的关键,取决于基因上的亲密程度。如果有一种利他的基因在社会中分布较多,那么这种基因的延续就相对容易。本?奥德洛伊德说,在蜜蜂社会中,决定性别的方式,与这种基因传播有很大的关系。
蜜蜂们决定下一代性别的方式叫“膜翅类昆虫”方式。蜜蜂中雌性带有两条染色体,而没有经过授精的雄性蜜蜂只有一条染色体,这样它们产生的下一代,基因与性别的关系就非常特殊了。如果用0和1作为衡量尺度,0代表下一代与上一代毫不相似,1代表下一代与上一代完全相似,那么我们可以得到:蜜蜂妈妈对蜜蜂女儿的基因遗传为0.5,蜜蜂姐妹之间相似基因程度居然达到0.75,蜜蜂兄妹之间相似程度为0.25。
蜜蜂社会中,工蜂大部分是蜂工雌性的第一后代,他们之间是姐妹关系,一只工蜂同姐妹下一代之间的基因相似程度为0.75×0.5=0。375,工蜂与兄弟(蜂王的雄性第一后代,蜂王未受精的卵石雄性蜜蜂)的下一代之间的基因相似程度为0.5×0.5=0.25。工蜂的后代同工蜂的基因相似程度为0。5。与下一代基因关系越亲密。工蜂对它们的付出照顾就越多,这就是工蜂自私自利的最根本原因,蜜蜂社会的利害冲突也许是由此造成的。
然而,如果蜂王有好几个性伴侣,就弱化了工蜂姐妹们的基因关系,而工蜂与蜂王的孩子们的亲密关系就得到提升,工蜂与它姐妹的孩子们的基因关系就会降低,此时,工蜂会花更多的心思在照看蜂王的孩子们。同时,工蜂与工蜂之间就变成了监督关系,不允许其他工蜂私自生产下一代,对于偷偷产卵的工蜂群起而攻之,甚至会把工蜂偷产的卵给吃掉。
上世纪80年代,美国康奈尔大学的生物学家弗朗西斯?赖特尼克斯研究发现,工蜂是不能**的。但是,他同时也注意到,在一窝蜜蜂当中,也存在几个调皮捣蛋的工蜂,会偷偷地生下未经授精的卵。但是这样做的结果通常是,这些调皮捣蛋的工蜂会遭到围攻,偷产卵卵会被吃掉。虽然一窝蜂当中只有7%的工蜂偷偷产卵,但是仅有万分之一的孩子(雄性)幸存。
弗朗西斯?赖特尼克斯发现,在蜜蜂的基因中存在一些不具备密码特征的片断,这些片段不是遗传因子。但是因为它们容易在基因组中被找到,在遗传中也会有一些表现,因此2000年弗朗西斯?赖特尼克斯用黄蜂进行实验,黄蜂的蜂王可进行多次**。如果蜂王只进行一次**,那么所有的工蜂都可以顺利地生产下一代,但是如果工蜂**多次,那么所有的工蜂基本上就不能生产下一代,这其中起作用的也许就是杀婴政策。
但是,问题是执行杀婴政策的工蜂是怎样区分哪些是蜂王产的卵,哪些又是工蜂偷偷产的卵呢?最近研究小组终于有了新的发现:蜜蜂体内杜氏腺体直接联系着**,对每一个产下的卵都能够分泌出一种特殊的气味,蜂王的分泌物中脂含量很高,二十碳醇含量很低。就算蜂王死亡,取而代之的工蜂在短时间内也不能达到蜂王分泌的脂浓度。不过他也发现,那些调皮捣蛋的工蜂一般脂浓度较高,比较容易以假乱真,然而他们通常都逃不过杀婴者,只有当整个蜜蜂社会出了问题,以假乱真才的计谋才会得逞。
奧德洛伊德发现,蜜蜂社会的无政府状态只有在集中条件巧合的前提下才能出现。他发现的两例出现问题的蜜蜂社会中,每一个都有10多只调皮捣蛋的工蜂。而在他专门养育的蜂群中,40%的工蜂都是调皮捣蛋的。他发现,蜜蜂产卵的能力和分辨已经产下的卵的能力是由不同的遗传机制控制的,工蜂产的卵立刻就会被其他工蜂吃掉,然而假如把这些卵移植到一个和谐的蜜蜂社会里,这些孩子们就不会出现危险。去年,奧德洛伊德发表了蜜蜂的基因组排列图,现在他所领导的研究小组开始研究蜜蜂的遗传因子。
奧德洛伊德发现,调皮捣蛋的工蜂可以超越信息素(外激素)对他们卵巢的限制,如果这是一种基因方面的控制,那么就应该能够找到相应的遗传因子。由这种遗传因子控制工蜂的绝育,而调皮捣蛋的工蜂一定是遗传因子出现了某种偏差,才使得卵巢活跃起来。研究人员通过让正常雄性与蜂王**,生育调皮捣蛋的工蜂,然后再用它们的孩子和调皮捣蛋工蜂的后代**,以便得到充分混合的遗传因子。之后再通过筛选,找出那些与外部特征相对应的蜜蜂的基因特征,尤其是卵巢的特征,其中有的蜜蜂卵巢非常发达,而有的蜜蜂的卵巢却几乎失去功能。
随后,奥德洛伊德又从正常的蜜蜂和调皮捣蛋的蜜蜂中分别提取核糖核酸(RNA),试图探究究竟是什么样的蛋白质导致了它们生理机能的不同。通过对7200只蜜蜂RNA筛选,找出哪些遗传因子在调皮捣蛋的蜜蜂身上得到了充分的表达,而哪些基因表达得不够充分。利用这种方法,研究人员发现了60种遗传因子,其中排列在前5~6项妁遗传因子都和生殖或者信息素接收器官有关,如果没有出现意外的话,所谓自私自利或者调皮捣蛋遗传因子就应该处于那一段。如果好几样遗传基因刚好发生突变的话,就会出现一批调皮捣蛋的工蜂,这也就可以解释,为什么无政府状况如此少见,尽管危机早已潜藏在基因的深处。
不过弗朗西斯?赖特尼克斯则认为,在所有的社会性的昆虫里,决定当女王还是当工人的并不是基因,而是抚养方式,蜂王吃的最好,才会长得最强壮。有一些热带蜜蜂会偷吃,然后越吃越壮,居然有一天变成了蜂王。但是,大黄蜂通向女王的路却不同。大黄蜂蜂王一般在春天开始白手起家,夏天,新的蜂王候选人往往会出来,蜂王会分泌一种化学信号让某一批幼虫发展成为蜂王,而不需要再做工蜂。一个星期以后,工蜂也开始产卵,并且互相攻击,女王也开始攻击工蜂并且吃掉它们的孩子,杀戮将一直持续,直到剩F最后一只蜂王为止。然后女王会飞走,跟雄**配一次后就开始冬眠。
瑞士洛桑大学的劳伦?凯乐并不认为无政府状况是很非常少见的。在很多情况下,养蜂人对此也没有认识,以为是蜂王死了,或者是出现了别的问题。无政府状态也只是蜜蜂们自私表现的一种,欺骗的行为总会不停地出现,维持秩序和杀婴的行为也会一直进行。昆虫的社会是否和谐看来并没有这么简单。凯乐认为,除了与很多的生物技能有关之外,还有社会结构因素,因为只有如此,资源的优先配置才能得以解决,并非生物技能一项就能保证昆虫社会的正常。