墨西哥跳豆在动态世界中跳跃到安全地带？光可能影响蛾幼虫避免极端高温的方式

是什么让墨西哥跳豆跳起来？宾厄姆顿大学的新研究表明，墨西哥跳豆幼虫对不同颜色的光有反应，在不同色调下跳跃得更猛烈，这可以帮助它们避开潜在的危险温度。然而，当它们的“豆”宿主遭到破坏时，幼虫会发现摆脱压力源变得更加困难。

墨西哥跳豆作为玩具出售，你可能会在木板路度假时购买这些东西，但它们实际上是感染了小白蛾。当里面的幼虫撞击墙壁内侧时，种子就会“跳跃”，导致它们移动。

“当种子从灌木丛中掉落到地面时，里面的飞蛾幼虫会受到种子所经历的环境温度的影响，”生物科学助理研究教授林赛·斯沃克（Lindsey Swerk）说。 “在阳光直射下，地面可能会很热。像这样的种子内的小飞蛾幼虫只能承受这么多的热量？所以它们会跳走。”

这些蛾子幼虫栖息的种子是其“扩展结构”的一部分，该术语描述有机体用作其身体一部分但不会自行创建的结构（想想寄居蟹的腐烂的壳）。以墨西哥跳豆为例，种子是幼虫的延伸结构。

人们对墨西哥跳豆以及它们如何应对环境中的压力源知之甚少。为了更多地了解这些与种子结合的毛毛虫，斯威尔克和她的学生设计了两个实验。

在一项研究中发表在行为过程研究小组探索了不同颜色的光如何影响幼虫的运动行为。 Swierk 的学生（Faith Summers、Amber Tuske、Cassandra Puglisi、Annie Wong 和 Andrés Rojo）假设，色调的变化可能为幼虫提供避免极端高温的“预警系统”。

学生们测试了幼虫运动对不同光照条件（红色、紫色和，以白光作为对照）以及有多少光实际穿透种子壁到达幼虫。虽然只有不到 1% 的光真正穿透种子壁，但幼虫在红光下移动最多，在紫光下移动最少，这两种光位于视觉光谱的两端。

“不知何故，幼虫发现了这些差异。这是否是因为非常微小的温度变化，或者是因为极其敏感的光感受器，我们还不确定，”斯威尔克说。

“但他们以某种方式利用光作为改变行为的线索，这可能与这些不同的照明光谱与不同的环境条件相关这一事实有关。红色和红色更具有白天照明的特征，而绿色和紫色的光则与森林树冠下的光或日落和日出的光有关。”

围绕环境如何影响跳跃行为的主题，斯威尔克和她的学生接下来探索了一个有趣的权衡。幼虫有能力修复宿主种子的损伤，但这可能会影响他们通过跳跃避热的能力。

在第二篇论文中发表在昆虫行为杂志Swierk 的学生（Anna Purtell、Jesse Anderson、Rebecca Ferguson、Konrad Juskiewicz、Michael Lee 和 Megan Lee）预测，制作丝修复补丁对幼虫来说代价高昂，并且会降低其逃离热刺激的能力。

研究人员设计了一项实验，其中一些幼虫的种子壁受损，可以修复，而另一些幼虫的种子壁受损，但没有时间修复。第三个对照组没有受到任何损害。两个受损组都不太可能响应，而对照组做出适当反应并让开。

斯维克说，这表明损害本身，而不是丝绸生产成本，在某种程度上阻碍了这些幼虫的运动。像这样的种子损伤（模仿自然界中的捕食者）可能会断开将幼虫附着在宿主种子内部的丝线，使其无法进行摇摆或跳跃运动。

“这些动物对温度极其敏感。这里的一个常见故事是，我们看到这些幼虫使用非常微妙的线索来改变它们对热的反应行为，而且我们还发现捕食尝试等额外的压力因素可能会损害它们的能力对温度做出适当的反应，”斯威尔克说。

斯维克说，这项研究可能对世界各地的昆虫产生更广泛的影响。

“回应是一件大事。随着气候变化，我们需要了解动物如何检测迫在眉睫的热应激以及是什么限制了它们的适应性反应。我们对墨西哥跳豆幼虫的了解可能有助于我们更好地了解其他运动受限的昆虫如何应对环境中的热应激。”