3D-printed fake wasps help explain bad animal mimicry
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欢迎回到《自然播客》。本周，我们将探讨为什么存在不完美的动物拟态。以及那些用自己手工制作的石器时代独木舟下海的考古学家。我是Sharmini Bandel。我是Benjamin Thompson。

拟态在动物王国中很普遍，动物经常假装成它们不是的样子。这些拟态形式之一被称为贝氏拟态，其中猎物动物进化成看起来像危险的或不可口的生物。以食蚜蝇为例。这些无害的昆虫已经进化出各种方法来模仿黄蜂。

其想法是，看起来像有害的东西会吓退潜在的捕食者或让他们犹豫一下，从而使食蚜蝇得以逃脱。但是许多食蚜蝇看起来并不像黄蜂。从表面上看，它们根本就不是很好的拟态者。事实上，不完美的拟态者到处都是。这指向了一个让研究人员困惑的更广泛的问题。为什么存在不完美的拟态者？

因为肯定的是，在足够的时间和进化压力下，拟态者应该与其试图模仿的动物难以区分。然而，不完美的拟态者确实存在，因此它们一定做得不错。本周，一个团队正在尝试借助一些3D打印的类似食蚜蝇的拟态来阐明这个难题。他们在《自然》杂志上发表了一篇关于此的论文。

该团队成员之一是英国诺丁汉大学的克里斯托弗·泰勒。我打电话给他，了解更多关于实验的信息，但他首先解释了研究人员试图弄清楚为什么存在不完美的拟态者的方式。

人们采取了几种不同的方法来尝试解决这个问题。一种方法是使用真实的昆虫来观察捕食者对它们的反应。这提供了非常有用的数据，但它无法告诉我们过去发生了什么。它也无法告诉我们未来可能进化出的东西。

您可以采取的另一个角度是创造某种新颖的刺激，新颖的模式，这可能很简单，例如纸上的一块彩色正方形或其他东西。这给了你很大的灵活性，但它不一定非常符合捕食者习惯遇到的情况。因此，在这项工作中，你试图结合很多这样的工作，并且你已经开始

以一种本质上相当不寻常的方式制作拟态。你实际上是3D打印的它们，并且你特别关注食蚜蝇。

没错。我们想采用这两种方法中最好的一种，即既要逼真，又要能够操纵和玩弄。事实证明，技术的水平恰好足以让我们能够创造出这些逼真、全彩、真人大小的昆虫。我们也可以玩弄。我们可以改变某些属性来创建自然界中没有遇到过、没有产生过的新的组合。

所以，是的，你制作了一系列拟态。我认为在一端，你打印的是显然是100%的苍蝇。而在另一端，它显然是100%的黄蜂。但介于两者之间的区域为你提供了玩弄事物外观的空间。没错。它可以创建这种拟态的滑动标尺，如果你愿意的话，你从一端的苍蝇图像开始，我们选择了一种根本不是拟态的苍蝇。但是……

通过弄清楚如何从这种外观变成黄蜂

然后我们可以选择该标尺上的各个点，因此我们可以选择一个到黄蜂一半距离的点，或者到黄蜂90%距离的点，然后我们可以打印这些点，并且可以在实验中使用这些点来基本上询问捕食者对它们的看法，而构成你大部分工作的捕食者是鸣禽，然后你已经对这些鸟进行了测试，看看这些不同的拟态

它们能否弄清楚什么是真实的（引号），什么不是？告诉我关于那件事。你是如何做到的？我们最初想与一些野生捕食者合作。因此，我们去了剑桥附近的一片林地，那里有一个经过充分研究的戴菊莺种群。我们最初训练它们来到某些地点，在那里它们知道可以期待食物。

它们学会了可以打开这些小盘子来获得奖励，即一种对小鸟来说非常美味的麦蛾幼虫。一旦我们建立了这个设置，我们就在这些盘子的顶部放置了我们的小型3D打印模型作为一种信号。苍蝇模型将与麦蛾幼虫奖励相关联，但黄蜂模型则不会。因此，一旦你训练鸟类知道黄蜂等于没有奖励……

你也把你的拟态混入其中，看看鸟类会选择什么。然后当你把拟态放在那里时，你看到了什么？从第一天开始，鸟类基本上就开始泛化了。因此，它们最初会瞄准它们已经学会是有益的苍蝇。但随后它们会开始寻找最相似的那些，即与那些对黄蜂的拟态程度较低的苍蝇非常相似的拟态。

然后它们会开始拓宽视野，进行更多尝试，尝试对它们来说不太熟悉的其他外观。然后在几周内，它们越来越有效地学习了哪些模型是有益的，哪些不是，以至于它们会非常一致地、非常准确地挑选出所有拟态，并且

要么忽略黄蜂，要么把它们留到最后。所以为什么是这样，也是你研究的东西。但在这种情况下，你从鸣禽转向鸡，特别是小鸡，看看鸟类对拟态的了解是什么。我们转移到实验室环境，以便我们可以利用更受控的环境和更多不同类型的模型，例如，我们可以采用黄蜂的颜色

但将其投射到苍蝇的形状上。或者我们可以采用与黄蜂大小相同的模型，但仍然具有苍蝇的形状和颜色。这意味着我们能够开始弄清楚外观的哪些方面对捕食者的行为影响最大。那么，黄蜂的哪个特征脱颖而出呢？小鸡似乎受到颜色的强烈影响。

它们正在观察的模型，即使颜色与黄蜂略有不同，它们也能识别出，如果颜色像黄蜂，那么它们接下来观察的是大小是否也与黄蜂相似。

我们说的是几毫米的差异。小鸡们注意到了这一点。其他特征，形状和图案，似乎对小鸡的行为影响较小。因此，这是一个线索，潜在地，如果你是一个拟态者，你不必在模仿形状和图案方面做得那么好，只要你的颜色和大小与你正在模仿的黄蜂相似即可。但这对鸟类来说是如此。

鸟类，两种非常不同的鸟类。动物王国是一个很大的地方。因此，你也观察了其他捕食者的反应，并看到了一些不同的结果。没错。可能会愚弄鸟类的东西不一定能愚弄例如蜘蛛，它们也可能处于类似的情况，即可能想要避免攻击黄蜂，但会很乐意攻击苍蝇。

因此，我们进行了一些类似的实验，我们用螳螂、跳蛛和蟹蛛进行了实验。它们经历了类似的学习过程，然后我们用我们的中间3D打印模型对它们进行了测试。螳螂和蟹蛛是静候型捕食者。它们倾向于待在一个地方，等待猎物来到它们身边。它们的视力还可以，但不是很好。

它们被相当中间的拟态所愚弄，这些拟态介于苍蝇和黄蜂之间，而跳蛛则更有辨别力。

它们不如鸟类好，但它们没有被50-50的拟态所愚弄。它们只被一种大约是黄蜂四分之三的拟态所愚弄。鸟类和无脊椎动物大相径庭。比较两者有多容易？比较我们从鸟类和无脊椎动物那里获得的数据存在局限性。

因为训练鸟类和训练无脊椎动物非常不同。实验之间存在许多差异。戴菊莺的实验是在野外进行的。蜘蛛的实验是在实验室进行的。所以

因此，鸟类和无脊椎动物之间的比较需要谨慎对待。但即使在无脊椎动物中，正如我所说，我们也看到了它们对猎物反应的差异。因此，似乎你可以有时愚弄一些捕食者，而你的证据表明，这实际上取决于捕食者是什么，也许是它生活的地方以及它的行动方式，这对于

拟态需要多好至关重要。没错，是的。如果你将其外推到野外可能发生的事情，如果你有一个容易受到鸟类攻击的食蚜蝇，它将面临强大的进化压力，成为一个非常精确的拟态者，因为我们知道鸟类非常擅长区分这一点。但是，如果你有另一个物种，它可能更小，生活在更封闭的环境中，在那里它不太可能被鸟类看到……

那么那些仍然可能受益于某种程度的拟态，这种拟态可能会愚弄蜘蛛，例如，但它们没有相同的动力，相同的激励来达到真正的高水平的拟态。这就是你提出的证据。当然，这项工作也有局限性。我们在播客中多次讨论过正在进行的非视觉交流或来自猎物和捕食者的信号。我想，同样，

你使用了你的3D模型。它们看起来很准确，但在许多这些实验中它们并没有移动。而且它们闻起来可能像塑料或其他任何东西。这并不一定像野外苍蝇的气味。我们的工作特别关注拟态的视觉方面，以及它们的外观需要多好。但事实上，那里还有另一个世界，捕食者拥有不同的感官，而拟态者可能需要针对这些感官才能愚弄捕食者。

研究这些领域要困难得多，因为它们对我们人类来说并不像我们想象的那么明显。我注意到有很多关于为什么存在非完美拟态的理论。你的论文现在已经发表，展示了可能的情况。你认为那些可能赞同其他一些理论的人会对这项工作有什么看法？

重要的是要认识到，拟态是一种非常广泛的现象。它出现在许多不同的物种中。我们的研究集中在食蚜蝇及其与捕食者的相互作用上。在其他一些系统中，其他因素也可能发挥作用。当然，这最终是进化论。这是进化在起作用。这种拟态行为随着时间的推移而发展，这是否说明了

更广泛的进化思想，你认为呢？我认为是的。这是一个关于自然选择需要作用多长时间才能使一个物种达到其适应性顶峰的更广泛问题的例子。这个问题可以应用于各种研究系统，

但我们研究拟态的优势在于，这些性状，这些特征是相当明显的。正如你所听到的，它们是我们能够以其他生物学例子可能更难的方式进行操纵的特征。

克里斯托弗·泰勒在那里。要阅读他的论文，请在节目说明中查找链接。接下来，是窃取叶绿体的太阳能海蛞蝓。现在，是时候进行研究亮点与丹·福克斯的对话了。

大约公元前1458年，古埃及法老哈特谢普苏特死后，她的继任者兼侄子图特摩斯三世下令从寺庙中毁掉她的名字和形象。但是这位新国王是否憎恨他的姑姑，正如一些研究人员提出的那样？还是有其他动机？

为了调查，一位研究人员研究了20世纪20年代对哈特谢普苏特丧葬神庙发掘的现场记录和文物。证据表明，许多雕像碎片的面部几乎完好无损，这表明对哈特谢普苏特的敌意是有限的。

研究人员认为，这些雕像只是被拆解了，这是一个将旧雕像退休的仪式化和常规过程，它消除了它们的能量，本质上使它们恢复为仅仅是石头。拆解后，雕像的块状身体可能被用作建筑材料，而不太好用的头部则被丢弃，这意味着某些损坏可能仅仅是功利性的。

在《古代》杂志中可以找到这项研究的细分。观察表明，虎鲸将海带茎变成工具，用来互相梳理，同时也清洁自己的皮肤。在对濒危虎鲸群进行空中观察时，研究人员注意到动物用牙齿折断海带茎的末端。然后，一只鲸鱼会将这块东西压在同伴的身体上，两只鲸鱼会在它们之间滚动海带长达12分钟。

在所有社会群体、年龄等级和性别中都观察到了这种行为。然而，在近亲或年龄相似的伙伴之间更为常见。研究人员认为，海带擦洗可能会去除双方身体上的死皮。如果更多的研究证实了这一点，这将是任何海洋哺乳动物首次制造工具的案例。在《当代生物学》杂志上可以了解这项研究。

最后，节目时间到了，我们称之为简报聊天，因为我们从《自然简报》中选择了一些故事，《自然简报》是《自然》杂志的每日电子邮件通讯，其中包含所有最新科学新闻的摘要。本，你一直在看。你本周为我们挑选了什么？是的，我挑选的文章发表在《自然》杂志上，它基于《细胞》杂志上的一篇论文。老实说，这是一个奇怪的文章。它讲述的是一只海蛞蝓，一只太阳能海蛞蝓。

海蛞蝓，故事讲述的是它们似乎是如何从另一种生物那里窃取备用食物来源的，这有点不寻常，这个故事包含了我最喜欢的所有东西，它有盗窃、动物和大量的叠词，窃取海蛞蝓，告诉我关于海蛞蝓的事情

但是生活在海里。实际上，几乎如此。在某些情况下，它们确实看起来很像蛞蝓。但其中一些增加了奇特的装饰，Sharmini。我的意思是，这些令人惊叹的羽状物、颜色和各种不同的东西。它们真的非常漂亮。在这项工作中，研究人员做出了一个发现，他们在文章中将其描述为，“我们见过的最疯狂的事情”。

结束语。几十年前，研究人员发现某些海蛞蝓物种会储存它们食用的藻类的叶绿体。现在，叶绿体当然是细胞器，是某些细胞内允许光合作用发生的微小工厂。现在，海蛞蝓吃这种藻类会使它们变黑。

亮绿色，在这种情况下，我们谈论的是伊丽莎属的海蛞蝓，我们应该这样做，我会给你发一张照片，看看你认为怎么样，哦，是的，这就是为什么你说太阳能海蛞蝓，因为它们实际上在体内拥有这些被盗的叶绿体，对，哦，是的，我这里有一张照片，播客听众，我会向你描述这只海蛞蝓，它确实非常褶皱，相当黄绿色，是的，它就像一个带有褶皱的斑点，就像它两侧的那种

太棒了。是的，我认为它看起来有点像莴苣叶，不是吗？是的，你这么说后，是的。因此，我们知道这些蛞蝓吃藻类。它们消耗叶绿体。叶绿体是功能性的，呈现这种绿色。但人们不明白的是这些叶绿体是如何保留的，是如何储存的，因为它们没有来自藻类细胞的支持，所以不应该保留，对吧？因为它是另一种生物的细胞器。

是的。那么你如何在自己的身体里保持它的活力呢？完全正确。因此，研究小组想知道。他们所做的是使用化学标签并将这些标签连接到海蛞蝓制造的新蛋白质上。他们想看看这些蛋白质去了哪里。事实证明，叶绿体中的大多数蛋白质是由……

由蛞蝓制造的。不是它们偷来的藻类。哦，对了。好的。所以这甚至不像，“哦，我们只会借用这些叶绿体”。它们正在积极地……

像是在其中添加和添加蛋白质，我想，是为了让它继续下去。是的，为了维持它。这似乎就是这种情况。而且情况变得更奇怪了。因此，在显微镜下观察，他们看到叶绿体被保存在蛞蝓肠道中的特殊隔室中。这些隔室是有膜结合的。他们将这种结构命名为盗体，来自希腊语“偷窃”。现在，这种盗体中有一些结构可以主动保持

叶绿体的功能。所以有更多证据表明它们试图维持这些叶绿体并使其继续运转。所以它们有这些特殊的被盗细胞器储存器。大概是为了让它们能够进行光合作用。好吧，这是人们之前提出的一个假设，但似乎这可能并非完全如此，至少根据这项研究来看是这样。因此，研究小组做了这样一个实验，他们比较了

这些有盗体的蛞蝓与没有盗体的不同物种，好吗？所以它们没有叶绿体。现在，这些没有叶绿体的海蛞蝓在饥饿的情况下持续时间不长，对吧？在没有食物的情况下，它们在三到四周后死亡。有叶绿体的海蛞蝓继续存活。它们可以在没有食物的情况下存活四个月。但这是关键，对吧？仅仅一个月后，这些绿色的海蛞蝓就变成了橙色。

就像，我不知道，秋天的树叶。因此，光合作用已经停止。似乎这种颜色变化是由叶绿体分解引起的。这项研究中的研究人员认为

叶绿体可能是紧急食物储备。其中一人将保存叶绿体的盗体描述为一个移动的冰箱。因此，当情况艰难时，它们会从储存切换到消耗，并且它们有这种

零食，我想，放在一边，可以让他们继续存活，直到他们找到更多藻类。所以这在某种程度上颠覆了人们之前的想法。是的，我的意思是，我想关于这些海蛞蝓还有很多东西需要学习，对吧？这是一个相当不寻常的发现。但它可能更广泛地说明了细胞器的进化。当然，我们所知的真核细胞，它们所含有的线粒体，据我们所知，是另一个被细胞吞噬的生物体。叶绿体也是如此。因此，虽然从表面上看，这是一个相当不寻常的动物奇观，但它可以为研究人员提供更多关于长期获取和储存的理解，我想，生物体

细胞器。我还想说，在这篇文章中，有一张橙色海蛞蝓的照片，它是一种悲伤的小橙色莴苣颜色。因此，如果你想看看这些可爱的小海蛞蝓以及它们各种各样的绿色和橙色，请访问节目说明，我们会在那里为你提供一个链接。绝对正确，让我们继续本周的第二个故事。Sharmini，你有什么？所以我一直在读一个非常好的故事，在《科学进展》论文中有一篇关于它的《自然》文章

它讲述的是一些实验考古学，是一些考古学家，他们不满足于仅仅挖掘东西并试图弄清楚古代人可能通过这种方式做了什么。他们着手自己尝试。他们已经证明，一种推测的海上穿越实际上是可以实现的。

所以听起来他们当时正在实践他们的工作。是的。告诉我更多关于它的事情。是的，这是激烈的考古学。想象一下地球仪，想象一下地球，我们将放大台湾和日本。

所以你所拥有的是，你拥有日本长长的、狭窄的岛屿，就在它们的底部。还有所有这些小岛，岛链一直延伸到几乎到达台湾。现在，当人们观察这些岛屿何时被定居时，

这些是琉球群岛。它们拥有大约3万年前的旧石器时代遗址，带有石器。其想法是，尽管人们也确实从北方来到日本，但一些石器时代旧石器时代的人可能从台湾出发，从

从南方定居。但这是否合理，这是他们的问题。好吧，我的第一个问题是，这似乎相当遥远。我们说的是什么距离？好的，我们说的是140英里。那是225公里。从台湾一些山顶上，你实际上可以看到其中一个岛屿，对吧？所以它有点……

诱人地出现在地平线上。你知道，旧石器时代的人们很可能向外看，并认为，你知道，那里有一些东西需要到达那里。

它不仅是一个相当大的距离，这些都是非常低洼的岛屿，对吧？因此，一旦你再次返回，你就看不到你正在寻找的东西。你根本看不到岛屿。因此，你必须在没有视觉引导的情况下出发。然后是黑潮，世界上最强大的洋流之一，恰好流经这些岛屿。为了……

从台湾到琉球群岛，你必须穿越它，它的流速超过每秒一米，它非常非常强大，这将是一个非常大的挑战，所以我猜问题是，如何

这些人做到了，当然，我们是一个非常有资源的物种，我想还有其他选择，游泳不在考虑范围内，但也有其他选择，是的，所以好的，我们正在考虑某种船，我们没有那个时代的古代船只，我们无法确定他们拥有什么样的技术，他们可能能够制造什么样的船只

但我们可以根据他们可用的工具，根据后来的技术来猜测。因此，这个团队自2013年以来一直在尝试自己从台湾前往琉球群岛。他们首先尝试的是用芦苇或长竹子制成的木筏。那没有用。所以这个……

新论文是成功故事，这是一艘7.5米长的独木舟

他们用旧石器时代的斧头砍倒了一棵日本雪松，用各种真实的工具将其掏空，抛光并烧焦了内外表面。有一天，他们中的五个人经过大量的准备和训练，坐上了这条船，准备前往日本。我的意思是，这是一次艰巨的经历。

首先，建造这条船需要多长时间，我们知道吗？几天，是的。因为，同样，你不能使用任何机器，只有很多人力。然后，是的，实际的旅程……

超过45小时。你知道吗，这可能不像我想象的那么长。我以为你会说它需要几周时间，但我的意思是，这仍然有足够的时间在公海上，在一个被掏空的树干里。这是一夜之间的事情。同样，你直到非常靠近它们时才能看到这些岛屿。因此，通过恒星导航，通过海浪的方向导航，

并且必须应对这股强大的洋流，这实际上需要以特定角度用力划桨才能穿越它。因此，成功了，他们做到了。他们的工作表明，显然在没有时间机器的情况下，这可能是人类进行这次旅行的方式。是的，是的。我的意思是，除了这可能是人类进行这次旅行的方式之外，这还教会了他们什么？好吧，它确实突出了这项壮举是多么令人印象深刻。

这将是导航，身体划桨。他们认为这很可能是一次单程旅行。这非常

探索和一位未参与这项工作的研究人员对此发表了评论，这些旅程绝对比我们想象的要史诗得多，我认为那些真正努力划船的人可能会同意这一点，因为他们自己尝试过。我认为他们也在进行一些建模工作，但这不属于这篇

论文的一部分，这篇论文研究了海流以及当时的洋流情况，以及一年中的不同时间，并试图找出在不同的情况下，进行同样的穿越有多容易。但这种实验考古学确实值得一提，他们实际上已经着手尝试自己去做，这让你真正了解了

可能性以及当时的情况。好吧，向他们致敬，并坚持这么长时间来努力弄清楚这次旅程是如何完成的。让我们就此结束本周的简报聊天。听众们，更多关于这些故事的信息，以及您可以在哪里注册《自然简报》以获得更多类似的故事，今天

直接发送到您的收件箱中。查看节目说明以获取一些链接。这就是我们现在要说的全部内容。当然，我们下周将带着更多来自科学世界的故事回来。如果您等不及整整一周，为什么不联系我们呢？您可以与我们聊天。我们在 Blue Sky 或 X 上，您甚至可以向我们发送一封传统的电子邮件。地址是 [email protected]。我是 Sharmini Bandel。我是 Benjamin Thompson。感谢收听。

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