新文章/综述:昆虫物体使用行为

文摘   科学   2023-10-22 18:00   四川  
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 Insect Science(英文版,双月刊)是我国唯一的SCI源昆虫学学术期刊,于1994年创刊,由中国昆虫学会和中国科学院动物研究所共同主办,中国科学院动物研究所与国际著名出版商Wiley-Blackwell合作出版。登载有关昆虫分子生物学、生理学、生化与毒理学、生态学与害虫综合治理、行为与社会生物学和系统与进化学等昆虫学各分支学科的英文原始研究论文、简报和综述等。以发表昆虫在分子、基因、生理生化、种群、群落等水平上对环境变化的适应性研究论文为特色。

文章亮点

  昆虫是动物界中最多样化的生物群体,有些物种展示出复杂的社会行为。尽管昆虫物体使用的研究仍处于初级阶段,但已经证明昆虫展示了丰富的物体使用行为。本综述关注昆虫物体使用行为的模式和行为灵活性,以及文化进化在物体使用行为发展中的作用。昆虫的物体使用并不普遍,但已经在多样的分类单元中有所记录。一些昆虫能够灵活地使用物体,并展示多种物体使用的模式。像哺乳动物和鸟类一样,昆虫在各种活动中使用物体,包括觅食、捕食者防御、求偶和游戏等。智力、先天的操纵行为和解剖结构影响物体使用的创新。此外,学习和模仿是推动物体使用行为在种群内传播的主要机制。鉴于昆虫是进行物体使用的主要动物群体之一,对昆虫物体使用的研究可以为我们提供关于动物界物体使用的普遍见解。

研究结果

图1:昆虫的物体使用行为


图2:蚂蚁利用不同的物体来实现目标。(A) 红火蚁(Solenopsis invicta)工蚁将土壤颗粒投入液体食物中,打破水的表面张力,减少溺水风险 。(B) 红火蚁工蚁在饱食后用土壤颗粒埋藏食物 。(C) 红火蚁工蚁在处理过杀虫剂的表面铺设物体,从而降低杀虫剂的毒性 。(D) 地下亚科蚂蚁工蚁将不同材料投入液体食物中,然后携带吸湿的物体返回蚁巢 (L˝orinczi et al., 2018)(D) 图根据 L˝orinczi et al. (2018) 绘制。

图3:在某些膜翅目昆虫中的物体使用行为。(A) 蜜蜂(Apis cerana)在蜂巢入口处使用动物粪便来防御巨大黄蜂(Vespa soror)的攻击 (Mattila et al., 2020)。(B) 骨屋黄蜂(Deuteragenia ossarium)用死蚂蚁填充门厅细胞来防御捕食者 (Staab et al., 2014)。(C) 大黄蜂滚动木球以娱乐自己 。(D) 大黄蜂(Bombus terrestris)中的物体使用社会学习。一只觅食蜂拉动绳子以获得黄色人工花中央的蔗糖溶液,另一只大黄蜂观察到巢友拉动绳子的行为 (Wen et al., 2022)。

图4:树蟋蟀(Oecanthus henryi)通过切割孔来放大鸣叫声以吸引配偶,而这个孔通常位于大叶子的中央,形成了baffles(Mhatre et al., 2017)。

图5:物体使用创新和传播的示意图。成为物体使用者的三个要素:智力、先前存在的操纵行为和解剖限制。传播涉及学习和模仿。

  

  昆虫的物体使用行为已经在多个研究中进行了考察,并发现了一些新的观察和发现。这些研究对于追溯物体使用的进化根源和认知非常重要,未来可能会发现更多有趣的昆虫物体使用案例。物体使用可以通过文化进化的两个主要途径发展:(1)创新,产生新的物体使用行为,为动物物体使用提供形态和行为基础;(2)学习,长时间内增加未来物体使用行为的普及度和保留度。
  不同物种的物体使用行为存在很大的差异。未来的研究需要澄清物种间和种内物体使用差异的来源。目前还没有证据表明物体使用物种或个体相对于非物体使用的亲属具有认知专门化。未来的研究应重点关注种群内个体的特定差异,以确定可能影响物体使用行为习得的因素,以及物体使用行为的习得机制。
  物体使用行为通常与动物的高级认知能力相关联(Beck, 1980)。增强的认知能力不仅仅限于使用物体的物种,因为一些不使用物体的物种在非物体使用任务(如空间导航)中也能表现出良好的能力(Seed et al., 2006; Emery, 2010; Tebbich & Teschke, 2014)。虽然需要多个任务来评估动物的认知能力,但对物体使用行为的行为评估是阐明动物行为背后的认知能力最直接的方法(Meulman & Schaik, 2013)。
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  北京林业大学文超博士,华南农业大学王偲副教授和北京林业大学郭晓丽为论文共同第一作者,北京林业大学董世魁教授为论文通讯作者,北京林业大学温俊宝教授、肖海军教授和李虹雨对本综述做出了重要贡献。
Wen, C., Wang, C., Guo, X. L., Li, H. Y., Xiao, H. J., Wen, J. B. and Dong, S. K. (2023) Object use in insects. Insect Science, DOI: 10.1111/1744-7917.13275.




图文来源:文超
平台编辑:周宪祺


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