大翼蝶翅藤,蝴蝶的学习作用
大翼蝶翅藤是个有意思的植物,知名度好像很低。因为植物志和百度都没能查到她,所以关于这小家伙的身世,我也就无从而知啦。不知是哪家的孩子呢。
她有意思的地方,就是那不知是萼片还是花的东西好像是一只蝴蝶。莫不是植物界的枯叶蝶呢?所以今天来学习学习一些与蝴蝶相关的知识吧。我想她既然长成蝴蝶的样子,想必也是为了吸引蝴蝶吧。
蝴蝶的复眼十分复杂,种间差异十分明显,主要体现在复眼细胞内的横向过滤色素的类型和分布以及吸收光诸和光感器色素的空间分布不同。
很多依靠颜色访花的昆虫,植物体的色彩信息(波长、光谱强度等)是它们找到食物的关键信号,蝴蝶的光感知范围能够从紫外光一直延伸到红外光(300-700nm)。
研究表明,有些蝴蝶存在真正的色觉,即基于波长而不是光谱强度来区分视觉刺激的能力,如君主班蝶依靠波长区分颜色,并且会充分利用横向过滤色素来提高对波长的分辨能力。
蝴蝶感知和区分颜色的能力,会表现在天生的颜色偏好上。天生拥有喜爱的颜色有助于蝴蝶在初次搜寻食物时,准确定位和识别来源。
对于访花昆虫来说,对颜色的偏好主要体现在两个波段,一个是蓝紫区域,一个是长波长区域。
如美洲蓝风蝶对黄色表现出极强的偏好,对蓝色和紫色表现出微弱的偏好。日本柑橘凤蝶在红色、绿色、黄色和紫色间做选择时,尤其偏好红色和黄色。
达摩凤蝶在众多颜色中,尤其喜欢访问蓝色和紫色的花朵。蛱蝶科中的荨麻蛱蝶、绿豹蛱蝶、孔雀蛱蝶和朱蛱蝶均偏好黄色和蓝色。
粉蝶科的尖钩粉蝶,欧微粉蝶和菜粉蝶均对黄色、紫色和蓝色表现出强烈偏爱,这些现象表明近缘种觅食时有着相似的颜色偏好。
昆虫的趋色性在某种程度上也是趋光性,因此不同波长的单色光刺激也可以引发昆虫的趋向反应,这体现了昆虫在复杂生态环境中的选择与适应。如君主斑蝶和柑橘凤蝶觅食时均能够利用紫外光作为定位蜜源的信号。
学习是指因经历不同而导致的行为变化,大多数昆虫在觅食过程中都会涉及到学习行为。学习行为会使昆虫在应对空间和时间上的蜜源植物格局变化时,做出更加灵活的反应。
动物的学习,其实也和人类的学习很像呢,因为生活中的经历而塑造了我们的性格和对事物的认知及处理能力。
如君主斑蝶为了快速适应跨时空迁徙过程中的蜜源变化,能够迅速学会将颜色与糖类奖励相关联,因此它们被称为高效灵活的颜色学习者。
昆虫学习行为的基本特征是通过视觉、嗅觉、触觉或味觉感受器,接受植物给予的相关信息,这些信息以一定的方式储存在昆虫的神经系统中,并被它们作为参考信息应用于随后遇到植物时该做出何种反应的决策过程中。
研究表明访花昆虫很容易学会将花的特征,如颜色、形状和图案与食欲的刺激联想到一起,例如:蜜蜂和天蛾能记住无回报的的图案或颜色,从而远离它们。
将有回报和无回报的花的颜色或气味交换,蝴蝶和蛾子可以迅速做出反向调节,随着经验的不断增加,蜜蜂和蝴蝶会提高对花的适应能力或缩短找到蜜源的时间。
很多研究已经证明,随着昆虫被训练次数和时间的增加,它们的学习效率也越来越好。蝴蝶的觅食过程通常分为两个连续的步骤,首先降落在花朵上,然后寻找花中的蜜源。
经过连续的尝试之后,蝴蝶能够记住含有蜜源的花朵,觅食效率显著提高,即降落在有蜜源花朵上的次数越来越多。
对于蝴蝶来说,如果觅食时能够快速识别蜜源植物花朵的颜色和气味,就能拥有更多时间去完成与繁殖有关的其它活动,同时也能提高蝴蝶的适应性。
很多研究表明蝴蝶能够主动将视觉或嗅觉线索与蜜源或产卵地点联想到一起,例如当黄色马缨丹的花中存在访花回报时,新羽化的燕尾蝶能够在10次访花数之内学会将黄色与访花回报相关联,而且持续的访花经验能够增强它们对密源颜色的辨别力。
此外,有些昆虫还能将视觉和嗅觉线索与不利的刺激(如盐水刺激)联系在一起,从而学会远离或避免这些有害因素。
利用反向学习的方式研究了君主斑蝶对含有盐水的彩色假花的辩别能力,在给予盐水刺激后、访问之前喜爱花色的次数和时间明显减少。
通常情况下,昆虫比较容易记住有利的信息,对有奖励刺激的学习速率比对无奖励刺激的学习快,并且也更容易学会前一种方式,有学者推测这可能与蝴蝶对无奖励学习的记忆时间较短有关。
因为有些蝴蝶经历有奖励学习后的记忆能保持4天,而奖励无奖励学习后的记忆只能维持1天。
植物的花蜜对蝴蝶奖励作用,似乎像我们在生活中约朋友出来玩。多约几次,若都被拒绝,便觉得这种花的花蜜是极少的。
参考文献:(1)蝴蝶觅食和求偶中视觉和嗅觉利用一两种蝴蝶为例王华