與其打鬥，不如溝通？以鱗翅目鉤蛾科幼蟲探討聽覺溝通訊息之演化起源

文獻來源: Jaclyn L. Scott, Akito Y. Kawahara, Jeffrey H. Skevington, Shen-Horn Yen, Abeer Sami, Myron L. Smith & Jayne E. Yack. 2010. The evolutionary origins of ritualized acoustic signals in caterpillars. Nature Communications 1: article number: 4 [link]

簡介
動物使用多種訊息作為同種與異種個體與聚落間的傳訊以及防禦工具，包括視覺、聽覺、嗅覺及味覺等形式。探索溝通訊息的演化起源一直是科學家們矚目的議題之一，目前的理論認為多數溝通訊息是由無訊息行為經由儀式化的過程發展而來，但能支持此一理論之實驗數據非常有限。在大型動物中，使用聲音訊息作為宣示領域用途之例子並不少見，但近年來部分科學家將研究焦點轉移至小型動物身上。本文即使用鱗翅目鉤蛾科(Drepanidae)幼蟲之尾部發聲行為作為主題，由於鉤蛾幼蟲如Drepana arcuata等種類，會吐絲纏住葉片形成巢穴，當侵入者接近時會利用腹部末端的槳狀特化構造與大顎敲擊震動，發出宣示領域的防禦訊息，但這樣的行為似乎僅存在於幼蟲肛足退化之種類(如多數之鉤蛾亞科Drepaniae幼蟲)，而具有原足之種類(如大鉤蛾亞科Cyclidinae與波紋蛾亞科Thyatirinae)不但不具發聲防禦行為，且原足之爬行功能良好。這些特點使得鉤蛾科成為探討發聲防禦行為演化起源的良好材料。作者假設防禦訊息的使用，是源自某種無訊息的行為(如爬行運動)，因此取36種具有代表性的鉤蛾科幼蟲做為材料，包括具有肛足與退化之種類。作者透過親緣關係的重建，檢視防禦訊息的使用在鉤蛾科內部的演化起源；並經由幼蟲形態與行為之分析，進一步探討震動發聲與爬行運動在構造與動作上是否具有同源性。若儀式化的假說為真，則防禦發聲行為的種類其尾部之構造與移動方式，應與不具此行為之種類同源；且當肛足特徵被映像在系統親緣樹上時，具有肛足在鉤蛾科內部應為較原始之特徵狀態。結果顯示，具有原足在鉤蛾科內部中呈現為祖態；而用來發出防禦訊息之特化槳狀結構，是由原足上之剛毛演化而來。另外，防禦發聲時腹部之移動方式，也與步行運動一致。進一步的行為分析，則顯示防禦訊息是由幼蟲打鬥行為發展而來。因此作者認為幼蟲使用腹部末端發出震動防禦訊息，是由步行這項不具訊息之行為演變而來，發聲防禦的行為取代了打鬥行為，使得幼蟲可以保留更多能量用以生存。本文為溝通訊息之演化理論提供了更多實驗證據。