为了吃口饭,这小东西的嘴也太长了!

作者: 刺儿

来源: 博物

发布日期: 2021-11-19

本文详细介绍了天蛾类昆虫的虹吸式口器及其与植物的微妙演化关系,特别是大彗星兰和非洲长喙天蛾的例子,展示了昆虫与植物在自然选择和协同进化中的奇妙互动。

11月已至,立冬一过,中国大部分地区已迎来寒潮,整体氛围也萧瑟了起来,见到小动物的频率也越来越低了。但在华南和西南的部分地区,由于全年温差不大,还是有一些热闹景象的。郊外的花丛、林间的溪流边甚至小区绿化植被中的花朵附近,不时还可以看到一些黑乎乎的身影快速地在其中穿行,振翅频率高到几乎看不清它的模样。

有时候家人给我打电话的时候会说,今天阳台的花丛又有蛾子过来吃花蜜,全身漆黑,飞着像个超大号苍蝇似的......很多人误以为这些活泼的小飞行物是蜂鸟,但蜂鸟只生活在美洲地区,亚洲是不太可能见到的,这也是一个科普中的老生常谈了。这些所谓的“蜂鸟”多半是日行性的天蛾种类,以长喙天蛾属、黑边天蛾属和透翅天蛾属的成员居多。

如果你仔细观察会发现,当这些机敏的蛾类悬停在花朵附近时,会从嘴部伸出一根长长的“吸管”探入花中取食花蜜,这根吸管其实是鳞翅目昆虫特有的一种高度特化的口器——虹吸式口器。它们的喙能随时弯曲和伸展,以便吸食花蜜、水源,甚至动物的排泄物等,在单位时间内获得较多能量。别说人家重口味,其实动物排泄物里富含小分子无机酸,营养多着呢。由此可见,虹吸式口器是昆虫口器进化的高级阶段。

而在鳞翅目昆虫中,除蝴蝶之外,天蛾是最容易观察到用虹吸式口器取食的类群。那不吃饭的时候,这种口器怎么收呢?就算能卷起来,搁下巴也硌得慌。别担心,它们唇须内侧为此还演化出了圆盘状的凹槽,便于放置卷曲状态下的喙,就和蚊香似的。

大多数天蛾还是以访花为主,在漫长的演化过程中,它们的喙和有花植物之间有着非常微妙的演化关系。最为经典的例子是,大彗星兰和非洲长喙天蛾的故事。

1862年,达尔文在研究来自马达加斯加的一种花距很长的兰花时想到,一定会有一种喙足够长的昆虫来帮助其传粉;1903年,这种天蛾才被发表,被命名为“Xanthopan morganii praedicta”,归类为非洲长喙天蛾Xanthopan morganii的马达加斯加特有亚种,亚种后缀名praedicta词义上也致敬了达尔文的猜想,所以也有人称之为“预测天蛾”;1992年,借助先进的红外夜视仪等观测设备,德国科学家才首次以影像的形式记录了非洲长喙天蛾对大彗星兰的访花行为。

今年10月,由英国自然历史博物馆馆长David C. Lees博士等几位学者合作发表的一篇文章中,重新对非洲长喙天蛾的分类地位进行了一次梳理。在今年10月的这篇文章中,作者通过近6年的样本采集和数据分析发现,“预测天蛾”和非洲长喙天蛾实际有着不小的差距,无论是在体型、翅型、花纹、毛色、解剖结构等形态学方面,还是在演化关系、种间基因差异等分子生物学方面。

基于这些差异,“预测天蛾”在被发表118年后,被证实为是一个独立演化的物种,同时也是Xanthopan属的第二个物种。

但有的学者认为,天蛾喙长和兰花花距演化产生的动力可能缘于兰花上的掠食者,比如蜘蛛。很多喙较长的天蛾在访花时,常出现“摇摆不定”的行为,不停在多种花之间周旋取食,而非稳定地停留在某朵花表面,这种行为很可能就是在试探花上是否有预先埋伏的捕食者。

长此以往,天蛾的喙变得更长,这样能降低因为贴近花朵遭到捕食的风险。而长花距的兰花,则需要更长的花距,来吸引天蛾不断贴近花朵以便沾染花粉。但因为还缺乏一些观察证据,这个理论是一个普适性的结论,还是仅针对某一地区或某一类群适用,还有待进一步的调查和探索。撇开遥远的非洲,在亚洲和美洲大陆,也有不少喙很长的天蛾,如猿面天蛾(Megacorma obliqua)。

它是目前中国记录的喙最长的天蛾,它的喙长一度达到13-16cm。但目前对于猿面天蛾的访花对象等生态记录还是一片空白,所以天蛾及其访花植物之间还有着不少精彩的故事,等着我们去发掘。

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