蘭花螳螂 陳占起 攝

偽裝，是物種在演化過(guò)程中產(chǎn)生的一種躲避捕食者或吸引獵物的重要策略。有“昆蟲(chóng)皇后”之稱(chēng)的蘭花螳螂，因外形長(zhǎng)得像花朵而得名。它也是自然界中將“偽裝術(shù)”施展到極致的物種之一。

自1792年蘭花螳螂被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，它的特殊外形一直被視為用于偽裝來(lái)吸引獵物的。然而，中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“版納植物園”）的科學(xué)家卻首次證實(shí)了蘭花螳螂的花狀腿瓣具有滑翔功能。

近日，《當(dāng)代生物學(xué)》發(fā)表了這項(xiàng)推翻動(dòng)物行為學(xué)傳統(tǒng)認(rèn)知的研究成果。

懸而未決的科學(xué)問(wèn)題

蘭花螳螂的一生并不長(zhǎng)，1年左右。在此期間，它通過(guò)一次次蛻皮，把自己塑造成或白、或粉、或紫的嬌艷花朵樣。

在野外，它們通常優(yōu)雅地趴在花朵或葉子上，將腹部高高抬起，利用花朵般的外形，騙過(guò)前來(lái)傳粉或偷蜜的昆蟲(chóng)。這種守株待兔的方法，不僅捕食效率極高，還不容易被天敵發(fā)現(xiàn)，一舉兩得。

然而，在2013年以前，蘭花螳螂的“偽裝術(shù)”其實(shí)是科學(xué)家不約而同的直覺(jué)推測(cè)，并沒(méi)有被實(shí)驗(yàn)證明。

論文第一作者、版納植物園博士研究生趙芯告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，直到10年前，澳大利亞生態(tài)學(xué)家Hanlon首次進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)證研究，才證明蘭花螳螂的擬花體色確實(shí)能夠引誘獵物。而且，他們還有一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)。

蘭花螳螂的后步足具有一對(duì)很大的花瓣?duì)畹耐庋咏Y(jié)構(gòu)，被稱(chēng)為花狀腿瓣。過(guò)去，人們一直認(rèn)為這是輔助它擬花的一個(gè)附屬結(jié)構(gòu)。但是，Hanlon在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，去除花狀腿瓣并不影響蘭花螳螂的捕獵結(jié)果。

那么，花狀腿瓣的功能究竟是什么？這個(gè)問(wèn)題一直懸而未決。

2020年夏天，版納植物園研究員陳占起在飼養(yǎng)蘭花螳螂的過(guò)程中，很偶然地發(fā)現(xiàn)其幼齡個(gè)體竟然會(huì)滑翔。在此之前，從來(lái)沒(méi)有學(xué)者描述過(guò)蘭花螳螂的長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

事實(shí)上，在野外，滑翔能給昆蟲(chóng)帶來(lái)許多好處，比如幫助它們?cè)诹止谥g快速移動(dòng)，以躲避天敵、緊急避險(xiǎn)、尋找誘捕獵物的領(lǐng)地等。

功能必須對(duì)應(yīng)一定的身體結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)搜索到Hanlon的那篇文獻(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上推測(cè)，滑翔很可能與花狀腿瓣有關(guān)。

百分百的證據(jù)

為了驗(yàn)證這一推測(cè)，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了3個(gè)對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)，一組是正常的蘭花螳螂，一組是被去除花狀腿瓣的個(gè)體，還有一組是處于麻醉狀態(tài)的個(gè)體。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常狀態(tài)下，蘭花螳螂從10米高掉落的水平滑翔距離平均為6.1米，最遠(yuǎn)可達(dá)14.7米。去除花狀腿瓣的蘭花螳螂的水平滑翔距離平均為4米，而處于麻醉狀態(tài)的個(gè)體全部垂直下落。

這不僅說(shuō)明花狀腿瓣對(duì)滑翔至關(guān)重要，也說(shuō)明蘭花螳螂對(duì)花狀腿瓣的自主掌控不可或缺。

通過(guò)對(duì)蘭花螳螂生活史的觀察，趙芯還發(fā)現(xiàn)，不同齡期之間，花狀腿瓣的大小顯著不同。蘭花螳螂的花狀腿瓣會(huì)隨齡期的增加而逐漸長(zhǎng)大、變圓，而且大齡個(gè)體花狀腿瓣占據(jù)身體面積的比例也更大。

于是，團(tuán)隊(duì)又進(jìn)行了不同齡期蘭花螳螂滑翔能力的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，將要成年的蘭花螳螂和幼蟲(chóng)擁有幾乎一樣的滑翔距離，盡管前者的體重是后者的165倍。

這就完美解釋了花狀腿瓣大比例生長(zhǎng)的原因，它是為了保證個(gè)體在超大體重的情況下也能具有穩(wěn)定的滑翔能力。

論文通訊作者陳占起還找來(lái)美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)的研究者，從形態(tài)結(jié)構(gòu)方面分析了蘭花螳螂的花狀腿瓣與滑翔功能之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果顯示，花狀腿瓣所呈現(xiàn)的弧度與其他動(dòng)物的滑翔結(jié)構(gòu)或鳥(niǎo)類(lèi)翅膀的弧度相吻合。

終于，蘭花螳螂花狀腿瓣具有滑翔功能，證據(jù)確鑿！

研究的最后，團(tuán)隊(duì)還將蘭花螳螂與其他會(huì)滑翔的動(dòng)物以及更多節(jié)肢動(dòng)物類(lèi)型進(jìn)行了對(duì)比，分析了它們之間的異同。

“相比于鼯鼠、飛蜥和樹(shù)蛙等以皮膜、蹼膜為滑翔結(jié)構(gòu)的脊椎動(dòng)物，節(jié)肢動(dòng)物外骨骼一般由硬質(zhì)的幾丁質(zhì)構(gòu)成，它們特化的外延結(jié)構(gòu)往往很難收起。這樣一來(lái)，可能導(dǎo)致它們?nèi)粘；顒?dòng)能力下降，或者更易被天敵發(fā)現(xiàn)。由此，除了蘭花螳螂外，一些蝽類(lèi)等擁有這一結(jié)構(gòu)的節(jié)肢動(dòng)物也往往有體色偽裝等生存策略?！?/p>

陳占起說(shuō)，這項(xiàng)研究表明滑翔需求很可能是促進(jìn)較大體形節(jié)肢動(dòng)物演化出明顯特化外延結(jié)構(gòu)和體色的重要驅(qū)動(dòng)力之一。（記者胡珉琦）

責(zé)任編輯：宋晰