捕食は、自然淘汰が生物の形態、生理、行動の進化を促すために用いる最も強い力の1つである。 この共進化の間、獲物が捕食者に食べられるか逃げるかによって、獲物種は逃げる可能性を高めるために印象的な防衛戦略を多数持つようになった。 ベルベットアリは、毒針（雌の場合）、無彩色、腹部の発汗器、下顎腺からの警報分泌物、丈夫な外骨格などの防御機構を用いて捕食を回避している。 ある研究者によると、Dasymutilla klugiiの刺の痛みは、テストした他の58種の刺胞虫を凌駕しました。この研究者がより刺の痛みが強いと評価したのは、Paraponera clavata（弾丸アリ）、Syneca septentrionalis（戦士ハチ）、Pepsis属、Hemipepsis属（タヌキハチ）だけでした。 実験環境では、2種のトカゲ（ムチカラマツとシマトカゲ）だけが、暴露されたベルベットアリを攻撃した。 どちらの場合も、ビロードアリは攻撃を避けるために、横方向と縦方向の素早い動きを見せていた。 このとき、ベルベットアリはトカゲを刺した。 この刺し傷により、両者ともアリは落下し、その後の実験も回避された。 このトカゲは24時間後に水槽の中で死んでいるのが発見された。 シマトカゲはビロードアリを捕食する天敵であるが、ムチカラマツはそうでない。 鳥類に対する擬態色彩を調べるため、ミールワームをビロードアリに似せてペイントした。 この実験では、塗装したミールワームは全く食べられず、対照のミールワームはすべてすぐに食べられた。 しかし、塗られたミールワームは鳥に攻撃されたが、鳥はすぐにその攻撃を止めた。 これらの実験から、ビロードアリの擬態色彩が捕食者を躊躇させ、視覚的防御機構として働いていることが明らかになった。
ビロードアリの擬態色彩は、数十種からなる特定のミュラー擬態環に対応していることが多い。 これは、多くの捕食者がこれと同じ色彩を持つ獲物を避けることを学習しているため、保護に役立っている。
ビロードアリが持つ条虫器官は、腹部を収縮させるときにキーキーと音を出す。 この機構は、今にも襲ってきそうな捕食者に近づかないように警告する聴覚的な合図となる。 トガリネズミの場合、ビロードアリに1メートル近づくと、ビロードアリは闊歩するようになった。 捕食者がビロードアリに近づくと、ビロードアリの囀りはより頻繁になり、トガリネズミはビロードアリを攻撃しようとはしない。 しかし、トガリネズミを使った別のシナリオでは、トガリネズミが攻撃した後、ビロードアリも闊歩することがわかった。 そのたびにトガリネズミはスズメバチを落とした。
ビロードアリの外骨格は驚くほど強固である。 ミツバチの外骨格と比較すると、ビロードアリのものは、力変換器を用いてつぶすのに11倍の力が必要であった。 また、外骨格が丸いため、肉食動物が刺したり噛んだりしても貫通しにくい。 ビロードアリの外骨格を破壊した実験では、合計4回、24時間以内にビロードアリを死亡させることができた。 外骨格は捕食者から身を守る以外に、湿度を保つ機能もある
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