东京大学研究生院理学研究科附属植物园的望月昂助教发现，日本特有植物Vincetoxicum nakaianum（夹竹桃科）的花朵，是一种通过拟态被蜘蛛攻击的蚂蚁散发的气味，将秆蝇科昆虫吸引为传粉者的“蚂蚁拟态花”。尽管节肢动物中出现的蚂蚁拟态现象被认为此前已独立进化70次以上，但花的蚂蚁拟态在全球范围内尚属首次发现。相关研究成果已发表在期刊《Current Biology》上。
图1 Vincetoxicum nakaianum（V.nakaianum）的主要传粉者——赤角多鬃秆蝇（Polyodaspis ruficornis，秆蝇科）（供图：东京大学）
A：聚集在开花的V.nakaianum植株上的赤角多鬃秆蝇。
B：一只秆蝇将其口器插入合蕊冠。
C：花粉块（pollinarium）附着在该秆蝇口器的顶端。
被子植物在与昆虫、鸟类等传播花粉的动物（传粉者）的相互作用中，长期进化出了色彩与气味多样的花。其中，拟态花会模仿有花蜜的花朵、腐烂的果实或肉类，或是特定昆虫的雌性个体来吸引传粉者，是自然界中极为有趣的现象。例如，对有花蜜的Pedicularis japonica进行拟态的Cypripedium marcanthum var. rebunense、通过腐肉气味吸引蝇类与甲虫的犀角属及巨花魔芋、释放蚜虫信息素的部分火烧兰属、拟态蘑菇的小龙兰属等，拟态花的种类十分多样。
尽管在众多生物分类群中均已发现拟态花的存在，但近年来“探寻新的拟态花”这一研究本身却鲜有开展。因此，拟态花究竟分布在多少不同的分类群中、以及它们模仿的具体对象是什么等根本性问题，至今仍未得到充分阐明。
望月助教目睹了在东京都文京区的小石川植物园中栽培的V.nakaianum（夹竹桃科白前属）花朵上聚集了大量秆蝇科昆虫的现象，由此获得研究灵感。在秆蝇科中，已知存在一类会趁机利用蜘蛛或螳螂等捕食者的狩猎行为，吸食猎物体液的盗食寄生物种。此前，V.nakaianum的传粉者一直不明，而以这一观察为契机，望月助教提出了“V.nakaianum或许是模仿新鲜昆虫尸体气味的拟态花”的假说，并启动研究。
首先，望月助教在V.nakaianum的原生地——日光植物园及其周边区域，于2021年至2025年累计开展了150小时的传粉者调查，结果证实，包括赤角多鬃秆蝇（Polyodaspis ruficornis）在内的4种秆蝇科昆虫是V.nakaianum的传粉者。
接下来，望月助教使用气相色谱-质谱联用仪分析V.nakaianum的花朵气味，共检测出26种挥发性化合物。其中，壬烷、十一烷、乙酸辛酯、乙酸癸酯、6-甲基水杨酸甲酯（6-MMS）这5种成分在检测中均稳定检出。他利用按花朵气味中5种成分比例复现的合成混合液开展野外实验，结果发现，与传粉者种类相同的秆蝇被该混合液吸引。此外，通过对比去除其中1种成分的“减法混合液”，实验还证实，当缺失乙酸癸酯与6-MMS时，混合液的吸引力显著下降；同时发现，这两种成分单独存在时均不具备吸引效果，仅二者组合才能发挥吸引力。
为进一步探究V.nakaianum的花朵气味与哪种昆虫的气味相似，望月助教参照信息化学物质数据库Pherobase，调查了含有花朵气味5种主要成分的昆虫类群。结果显示，膜翅目、鞘翅目、半翅目等类群均共享部分成分，尤其在蚁科山蚁亚科中，确认到多个同时含有乙酸癸酯与6-MMS的案例。
于是，望月助教在V.nakaianum原生地周边采集蚁类、步甲类、蝽类共计38种昆虫，对它们受刺激后释放的气味进行分析。结果发现，日本山蚁及其近缘种Formica hayashi在被蜘蛛捕食时释放的气味，与V.nakaianum的花朵气味酷似。行为实验也证实，被蜘蛛捕食的日本山蚁可以吸引秆蝇。
依据以上结果，望月助教得出结论：V.nakaianum通过拟态“被蜘蛛捕食的日本山蚁类所释放的气味”，吸引作为传粉者的秆蝇。已知盗食寄生蝇类传粉的案例包括：释放一种猎蝽气味的马兜铃属植物、拟态蜜蜂警告信息素的夹竹桃科吊灯花属植物等，但V.nakaianum的拟态与这些案例均不同，属于新的拟态模型。
望月助教表示，今后将进一步阐明秆蝇的生活史及其与蚂蚁的相互作用，同时推进白前属近缘种的传粉方式与系统关系的解析工作；为旨在阐明蚂蚁拟态花这一特殊性状进化过程的同时，持续推进近缘种中新拟态花的发掘工作。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Current Biology
论文：Olfactory floral mimicry of injured ants mediates the attraction of kleptoparasitic fly pollinators
DOI：10.1016/j.cub.2025.08.060
