蘭花螳螂 陳占起 攝

偽裝，是物種在演化過程中產(chǎn)生的一種躲避捕食者或吸引獵物的重要策略。有“昆蟲皇后”之稱的蘭花螳螂，因外形長得像花朵而得名。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，它的特殊外形一直被視為用于偽裝來吸引獵物的。然而，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園（以下簡稱“版納植物園”）的科學(xué)家卻首次證實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)表了這項推翻動物行為學(xué)傳統(tǒng)認知的研究成果。

懸而未決的科學(xué)問題

蘭花螳螂的一生并不長，1年左右。在此期間，它通過一次次蛻皮，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，騙過前來傳粉或偷蜜的昆蟲。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)”其實是科學(xué)家不約而同的直覺推測，并沒有被實驗證明。

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

蘭花螳螂的后步足具有一對很大的花瓣狀的外延結(jié)構(gòu)，被稱為花狀腿瓣。過去，人們一直認為這是輔助它擬花的一個附屬結(jié)構(gòu)。但是，Hanlon在實驗中發(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？這個問題一直懸而未決。

2020年夏天，版納植物園研究員陳占起在飼養(yǎng)蘭花螳螂的過程中，很偶然地發(fā)現(xiàn)其幼齡個體竟然會滑翔。在此之前，從來沒有學(xué)者描述過蘭花螳螂的長距離運動狀態(tài)。

事實上，在野外，滑翔能給昆蟲帶來許多好處，比如幫助它們在林冠之間快速移動，以躲避天敵、緊急避險、尋找誘捕獵物的領(lǐng)地等。

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

百分百的證據(jù)

為了驗證這一推測，研究團隊設(shè)計了3個對照組的實驗，一組是正常的蘭花螳螂，一組是被去除花狀腿瓣的個體，還有一組是處于麻醉狀態(tài)的個體。

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，最遠可達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)的個體全部垂直下落。

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

通過對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隨齡期的增加而逐漸長大、變圓，而且大齡個體花狀腿瓣占據(jù)身體面積的比例也更大。

于是，團隊又進行了不同齡期蘭花螳螂滑翔能力的對比實驗。結(jié)果顯示，將要成年的蘭花螳螂和幼蟲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的原因，它是為了保證個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美國南佛羅里達大學(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)的弧度與其他動物的滑翔結(jié)構(gòu)或鳥類翅膀的弧度相吻合。

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，團隊還將蘭花螳螂與其他會滑翔的動物以及更多節(jié)肢動物類型進行了對比，分析了它們之間的異同。

“相比于鼯鼠、飛蜥和樹蛙等以皮膜、蹼膜為滑翔結(jié)構(gòu)的脊椎動物，節(jié)肢動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，可能導(dǎo)致它們?nèi)粘；顒幽芰ο陆?，或者更易被天敵發(fā)現(xiàn)。由此，除了蘭花螳螂外，一些蝽類等擁有這一結(jié)構(gòu)的節(jié)肢動物也往往有體色偽裝等生存策略?！?/p>

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

責(zé)任編輯：宋晰