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园艺学家和农民通常将毛毛虫描述为害虫，因为它们通过吃植物造成损害。例如，棉田中约 60% 至 70% 的昆虫损害是由毛毛虫造成的。然而，某些野生动物和植物物种受益于毛毛虫的存在。毛毛虫也像蝴蝶一样对环境有益，蝴蝶是毛毛虫的成年阶段。
鸟类和小型哺乳动物等大型野生动物以毛虫为食。熊、刺猬和啮齿动物喜欢吃毛毛虫，而啄木鸟和鸣禽等雀形目鸟类（树栖鸟类）则捕食毛毛虫。由于动物在野外吃毛毛虫，明尼苏达大学的推广计划建议土地所有者不要在大片森林中喷洒化学杀虫剂来消灭毛毛虫。然而，学校也表示，飞机喷洒是解决毛毛虫大量感染的一种选择。动物在春季和夏季，在毛毛虫结茧之前捕食毛毛虫。
在深秋和冬季，毛毛虫将自己包裹在茧中，开始变态为蝴蝶。当蝴蝶破茧而出时，它们会通过为花朵授粉来保护环境。根据密西西比州立大学农业、林业和兽医学部的说法，科学家将蝴蝶的授粉习惯视为环境健康的指标。
蚂蚁捕食大多数昆虫，但与毛毛虫有着互惠互利的关系。毛毛虫产生称为蜜露的含糖排泄物，供蚂蚁食用。反过来，蚂蚁为毛毛虫提供保护，使其免受捕食性昆虫的侵害。一些蚂蚁品种护送毛毛虫进入它们的巢穴，以便对毛毛虫的排泄物拥有专有权。如果毛毛虫需要保护，它就会产生振动，向附近的蚂蚁发出它的存在信号。
毛毛虫吃各种植物的植被，包括树木、灌木和草本植物。其中一种树种——红枫树——受益于两种毛毛虫——东方帐篷蛾和欧洲舞毒蛾——的贪婪饮食习惯。毛毛虫不吃红枫树植被，而是以红枫树竞争对手的叶子为食，其中包括橡树和檫树。东部帐篷毛毛虫原产于美国东部，而欧洲舞毒蛾则在 19 世纪从欧洲引入美国。
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