紋白蝶、十字花科植物、與寄生蜂之間的生存競爭

文字、圖片:嚴中佑/科博電子報

吃完中餐,散步回工作崗位途中的我,經常喜歡東看看西找找,總可以發現一些有趣的現象,例如等一下要介紹的主角—紋白蝶。春夏交替時,都市的樹幹上或牆面上常可看見紋白蝶幼蟲正準備化蛹,但若多觀察一會兒,會覺得有些幼蟲似乎怪怪的,旁邊怎麼有一些黃色的小繭?其實,這隻幼蟲已經被「小繭蜂」寄生過了!仔細看看,可以發現幼蟲身體兩側有些黑黑的痕跡,這是寄生蜂幼蟲咬破蟲體鑽出來的痕跡。

小繭蜂專門寄生在幼蟲,且會找大約在1~2齡的幼蟲寄生,當雌蜂搜尋到幼蟲,便會將產卵管刺進幼蟲體內,並產下30~60顆卵,卵孵化後便在幼蟲體內鑽食,但會避免去吃到神經及消化器官,如此一來,一直到小繭蜂幼蟲鑽出紋白蝶幼蟲體表並吐絲結繭,這時紋白蝶幼蟲都還是活著的,甚至還能爬行,不過最終還是只有走向死亡一途。小繭蜂羽化時,還會把長橢圓形繭的一端整齊開,並保留一點絲相連形成蓋子,最後飛離可憐等死中的紋白蝶幼蟲。

另外,有些寄生蜂會在即將化蛹的紋白蝶幼蟲周圍徘徊,或是停在幼蟲身上不動,不知在等什麼,等到幼蟲吐絲、化蛹之後,謎底才開始揭曉,這時寄生蜂才開始在蛹身上產卵,原來這些是「蛹寄生蜂」,牠們是在等幼蟲化蛹,由於剛化蛹的蛹殼很快就會變硬,或許因為如此,要趁蛹還未硬化前產卵,所以才會從紋白蝶化蛹前就開始等。這些蛹寄生蜂不像小繭蜂會結繭,他們的幼蟲長得像蛆,在蛹體內會把蛹的組織幾乎全部吃光,只留下蛹殼,然後在裡面直接化蛹,最後羽化時在蛹殼上咬一個洞,然後集體由這個洞飛走,因此,以後只要看到有一個小洞的蛹,就可以知道牠被寄生了。

下次在戶外,不彷觀察一下是否有被寄生的幼蟲及蛹,若將被寄生過的蛹剖開,可看到裡面有許多蛹寄生蜂的蛹殼,甚至還有羽化失敗的蛹寄生蜂,看來要在大自然生存,還真不容易阿!


上面介紹了寄生在紋白蝶幼蟲及蛹身上的寄生蜂,這些寄生蜂是如何找到紋白蝶幼蟲寄生的呢?這就要從菜蟲吃菜開始講起了。

紋白蝶幼蟲會取食十字花科的植物,像是小白菜、蘿蔔、油菜、甘藍菜等,都市常見的則有山芥菜、細葉碎米薺、薺菜…等。疑!怪了?這些十字花科的植物不是都普遍含有芥子油苷(或稱為硫配醣體glucosinolate)的成份嗎?這是抵禦被蟲啃食的物質,當幼蟲咀嚼葉子時,芥子油苷會從葉子細胞流出,然後接觸到植物細胞內散佈的一種叫芥子酶(myrosinase)的酵素,會將芥子油苷轉化成芥子油(異硫氰酸鹽isothiocyanate),芥子油也是在日本料理的哇沙米裡的嗆辣味來源,這對一般昆蟲而言可以是致命的毒素,但為何紋白蝶幼蟲吃了卻沒事呢?

原來紋白蝶幼蟲有法寶,被吃進肚子的芥子油苷,本應該和芥子酶作用,但此時卻被幼蟲腸道內的特殊酵素捷足先登,把芥子油苷轉化成低毒性的亞硝酸鹽(nitrile),再將之排出體外,如此一來,紋白蝶幼蟲就可以肆無忌憚的啃食十字花科植物而不受影響;不過故事還沒結束!難道十字花科植物就只能乖乖被吃嗎?

植物與植食性昆蟲之間的演化抗爭真可謂高潮迭起!植食性昆蟲吃植物,植物演化出有毒的次級代謝物抵禦昆蟲,昆蟲又演化出解毒機制而不受毒素影響,這時植物又演化出另一條替代方案,以紋白蝶與十字花科植物為例,當十字花科植物被啃食後,會揮發出特別的氣味,這氣味會吸引紋白蝶的寄生天敵-小繭蜂靠近,小繭蜂便會再尋著氣味找到紋白蝶幼蟲並寄生。

小繭蜂要寄生在紋白蝶幼蟲體內也不事件容易事,一般外物(包括卵)進入幼蟲體內後,會有特殊血球將外物包裹住,如此便可隔離外物,避免傷害到幼蟲,但小繭蜂的卵可以打破這個機制而不被血球包覆住,因此能順利在幼蟲體內孵化並寄生。植物與植食性昆蟲間的攻防機制似乎沒有結束的一天,我們雖不用擔心會像紋白蝶幼蟲那樣被寄生,我們倒是可以用旁觀者的角度看待這自然界的各種現象,或許哪天就會有人發現紋白蝶已發展出抵禦被寄生蜂寄生的機制,或許那個人就是你!

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