東京大學研究生院理學研究科附屬植物園的望月昂助教發現，日本特有植物Vincetoxicum nakaianum（夾竹桃科）的花朵，是一種通過擬態被蜘蛛攻擊的螞蟻散發的氣味，將稈蠅科昆蟲吸引為傳粉者的「螞蟻擬態花」。儘管節肢動物中出現的螞蟻擬態現象被認為此前已獨立進化70次以上，但花的螞蟻擬態在全球範圍內尚屬首次發現。相關研究成果已發表在期刊《Current Biology》上。
圖1 Vincetoxicum nakaianum（V.nakaianum）的主要傳粉者——赤角多鬃稈蠅（Polyodaspis ruficornis，稈蠅科）（供圖：東京大學）
A：聚集在開花的V.nakaianum植株上的赤角多鬃稈蠅。
B：一隻稈蠅將其口器插入合蕊冠。
C：花粉塊（pollinarium）附著在該稈蠅口器的頂端。
被子植物在與昆蟲、鳥類等傳播花粉的動物（傳粉者）的相輔作用中，長期進化出了色彩與氣味多樣的花。其中，擬態花會模仿有花蜜的花朵、腐爛的果實或肉類，或是特定昆蟲的雌性個體來吸引傳粉者，是自然界中極為有趣的現象。例如，對有花蜜的Pedicularis japonica進行擬態的Cypripedium marcanthum var. rebunense、通過腐肉氣味吸引蠅類與甲蟲的犀角屬及巨花蒟蒻、釋放蚜蟲資訊素的部分火燒蘭屬、擬態洋菇的小龍蘭屬等，擬態花的種類十分多樣。
儘管在眾多生物分類群中均已發現擬態花的存在，但近年來「探尋新的擬態花」這一研究本身卻鮮有開展。因此，擬態花究竟分佈在多少不同的分類群中、以及它們模仿的具體對象是什麼等根本性問題，至今仍未得到充分闡明。
望月助教目睹了在東京都文京區的小石川植物園中栽培的V.nakaianum（夾竹桃科白前屬）花朵上聚集了大量稈蠅科昆蟲的現象，由此獲得研究靈感。在稈蠅科中，已知存在一類會趁機利用蜘蛛或螳螂等捕食者的狩獵行為，吸食獵物體液的盜食寄生物種。此前，V.nakaianum的傳粉者一直不明，而以這一觀察為契機，望月助教提出了「V.nakaianum或許是模仿新鮮昆蟲屍體氣味的擬態花」的假說，並啟動研究。
首先，望月助教在V.nakaianum的原生地——日光植物園及其周邊區域，於2021年至2025年累計開展了150小時的傳粉者調查，結果證實，包括赤角多鬃稈蠅（Polyodaspis ruficornis）在內的4種稈蠅科昆蟲是V.nakaianum的傳粉者。
接下來，望月助教使用氣相層析圖-質譜聯用儀分析V.nakaianum的花朵氣味，共檢測出26種揮發性化合物。其中，壬烷、十一烷、乙酸辛酯、乙酸癸酯、6-甲基柳酸甲酯（6-MMS）這5種成分在檢測中均穩定檢出。他利用按花朵氣味中5種成分比例復現的合成混合液開展野外實驗，結果發現，與傳粉者種類相同的稈蠅被該混合液吸引。此外，通過對比去除其中1種成分的「減法混合液」，實驗還證實，當缺失乙酸癸酯與6-MMS時，混合液的吸引力顯著下降；同時發現，這兩種成分單獨存在時均不具備吸引效果，僅二者組合才能發揮吸引力。
為進一步探究V.nakaianum的花朵氣味與哪種昆蟲的氣味相似，望月助教參照訊息化合物數據庫Pherobase，調查了含有花朵氣味5種主要成分的昆蟲類群。結果顯示，膜翅目、鞘翅目、半翅目等類群均共享部分成分，尤其在蟻科山蟻亞科中，確認到多個同時含有乙酸癸酯與6-MMS的案例。
於是，望月助教在V.nakaianum原生地周邊採集蟻類、步甲類、蝽類共計38種昆蟲，對它們受刺激後釋放的氣味進行分析。結果發現，日本山蟻及其近緣種Formica hayashi在被蜘蛛捕食時釋放的氣味，與V.nakaianum的花朵氣味酷似。行為實驗也證實，被蜘蛛捕食的日本山蟻可以吸引稈蠅。
依據以上結果，望月助教得出結論：V.nakaianum通過擬態「被蜘蛛捕食的日本山蟻類所釋放的氣味」，吸引作為傳粉者的稈蠅。已知盜食寄生蠅類傳粉的案例包括：釋放一種獵蝽氣味的馬兜鈴屬植物、擬態蜜蜂警告資訊素的夾竹桃科吊燈花屬植物等，但V.nakaianum的擬態與這些案例均不同，屬於新的擬態模型。
望月助教表示，今後將進一步闡明稈蠅的生活史及其與螞蟻的相輔作用，同時推進白前屬近緣種的傳粉方式與系統關係的解析工作；為旨在闡明螞蟻擬態花這一特殊表徵進化過程的同時，持續推進近緣種中新擬態花的發掘工作。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Current Biology
論文：Olfactory floral mimicry of injured ants mediates the attraction of kleptoparasitic fly pollinators
DOI：10.1016/j.cub.2025.08.060
