佛罗里达大西洋大学的研究表明，帝王蝶毛虫在寻求乳草的过程中是如何从和平的饲养者变成侵略性的战士。
受到他自己在家中蝴蝶园的启发，佛罗里达大西洋大学的神经科学家对缺乏食物的帝王蝶（Danaus plexippus）毛毛虫的行为进行了独特的观察。结果看起来像是拳击车和“碰碰车”的组合。
由于很少获得他们最喜欢的食物-乳草-他们从温顺变成霸道，大胆地撞到头，猛冲并撞到其他毛毛虫上，以确保自己的生存。而且，它们在变态的最后阶段之前最具攻击性。幼虫阶段缺乏营养已被证明会延缓幼虫的发育，并降低成虫的体型，繁殖性能和寿命。
FAU的查尔斯·E（Charles E.）首席作者兼生物科学教授Alex Keene博士说：“攻击在果蝇中很常见，在昆虫中，果蝇已显示出单信息素受体或单个基因会触发它们的攻击。”施密特科学学院。“我决定调查帝王毛虫，因为我对它们的好斗的行为很感兴趣，这是我在自己的花园中亲眼目睹的。与许多其他昆虫相比，它们很大，很容易辨认。这些是每个人都喜欢的超凡魅力动物，它们对告诉我们大脑如何控制行为的潜力越来越受到赞赏。”
当食物匮乏时，帝王蝶毛虫从服从变为霸气。
对于发表在科学杂志上的这项研究，研究人员在试图建立资源限制模型的同时，面临着维持君主群体的诸多挑战。为了应对这些挑战，基恩（Keene）和他的团队在他们位于博卡拉顿（Boca Raton）的实验室后面建立了一个开放的马利筋花园，让大自然从事收集毛虫的工作。回到实验室后，研究人员将毛毛虫分为不同数量的马利筋。结果很明显–食物越少，毛毛虫就越可能相互争斗以填补它们的填充物。
获得该结果的过程也具有挑战性。研究人员在实验室中繁殖君主时遇到了困难，并且发现几乎每个苗圃都出售带有农药的乳草。因此，他们最终种植了自己的乳草。
为了检查毛毛虫是否表现出侵略性行为，Keene和合作者量化了在许多条件下侵略性弓步的存在，以及攻击对靶标特定物种的影响。帝王毛虫主要以马利筋为食，并经常在两周的时间内剥掉整株植物的叶子。在许多地方，马利筋只在一年的一部分时间内提供，这对君主的发展构成了很大的限制。帝王还影响了他们消耗的乳草植物-在最大和最饥饿的阶段，一只毛毛虫可能会在不到五分钟的时间内吞噬整个乳草叶。
食物越少，毛毛虫就越有可能试图彼此撞到对方，以填满它们，冲刺并撞开其他毛毛虫，以确保自己的生存。而且，它们在变态的最后阶段之前最具攻击性。
基恩说：“如果将帝王毛虫与果蝇相比较，其中一只腐烂的水果上有很多幼虫，就会发现它们在社会上觅食，而没有领土的证据，”基恩说。“但是这些毛毛虫中的每一个在它们的发育周期中都会遇到资源限制，因为它们可以剥夺整个乳草的叶子。”
在观察毛毛虫时，研究人员注意到，君主的触手（大型机械感官附属物）在战斗时并未得到利用。这一发现表明，与触角无关的其他感觉方式，如信息素，嗅觉或触觉提示，会引发攻击。研究人员认为，整个动物界的许多不同物种中都可能存在因帝王毛虫的食物供应有限而引起的侵略。
“虽然我们的研究表明毛毛虫对有限的食物有强烈的反应，但我们仍然希望更多地了解是什么促使它们在大脑中产生这种反应，这对于进一步了解这些反应如何在实验室外发挥作用非常重要，” Keene说。“这样的工作的基本问题之一是，我们正在非常衍生的环境中对动物进行测试。那不是大脑进化而来的。因此，现在我们已经在相对可控的环境中建立了这种无脊椎动物模型，但是做出了与生态相关的行为，这对于研究更复杂的生物体中这种行为的机制和功能而言变得非常重要。”
除了研究毛毛虫的侵略性外，君主还提供了一种新兴的模型来研究行为的分子机制，并为将来对该系统的侵害性神经行为学进行研究奠定了基础。
参考：约瑟夫·科利，奥德维斯·格拉内拉，伊丽莎白·B·布朗和亚历克斯·C·基恩，“君主制毛虫的资源有限引发侵略”，iScience。2020年11月19日，DOI：
10.1016 / j.isci.2020.101791
该研究的共同作者是约瑟夫·科利（Joseph Collie），奥德尔维斯·格兰内拉（Odelvys Granela）和伊丽莎白·布朗（Elizabeth B. Brown）博士，均在FAU生物科学系和神经遗传学计划范围内。
该研究得到了美国国家科学基金会的支持。
