兰花螳螂

版纳植物园内近日又频频出现兰花螳螂的靓颖,粉丝团一拨接一拨前往一探究竟。其实,早在一百多年前,华莱士等博物学家通过观察其标本或者活体,就提出了这样的猜想:猎手兰花螳螂拟态成花的样子,应是吸引传粉的昆虫上当,进而捕食猎物。然而,直到年,O’Hanlon等研究人员在马来西亚才对这个百年“公认”的猜想正式展开了科学的论证。传粉昆虫能否区分兰花螳螂和其他野花的颜色?离开植物的隐藏,仅凭自身逼真的花容,兰花螳螂是否还能继续欺骗并吸引传粉昆虫?除了视觉特征外,还有哪些悬而未决的科学问题函待解决呢?

兰花螳螂

年,澳大利亚记者JamesHingsley从印度尼西亚旅行归来后,总是津津乐道于他在印尼亲眼目睹的神奇瞬间:一朵红色“兰花”咬住了停在“花瓣”上的蝴蝶,然后活生生地将蝴蝶吞食了下去!当然了,这离奇传说中的食肉“兰花”并非真的是花,不过是具有花般容貌的猎手——兰花螳螂(Hymenopuscoronatus)。

众所周知,螳螂的家族成员中有很多伪装成树枝或叶子,如兰花螳螂这样,具有红白不等的艳丽色彩,腿节在长期的进化过程中演化成花瓣状,拟态成花的造型,这在自然界中确实罕见。不仅如此,兰花螳螂主要生活在马来西亚和印度尼西亚的热带雨林,其数量又非常稀少,因此,JamesHingsley能在自然界中一睹芳容,可以说非常幸运。

在自然界中,很多昆虫都是伪装高手,伪装一方面是为了躲避攻击,避免被天敌捕食;另一方面也为了躲在暗处捕食其他昆虫或小动物。比如有些跳蛛具备蚂蚁拟态——将自己伪装成蚂蚁的样子:从身体形态到颜色,它们除了比蚂蚁多了两只脚外,其他的几乎和蚂蚁一模一样。这些像极了蚂蚁的跳蛛既保护自己免遭天敌的捕食(特别是那些讨厌吃蚂蚁的动物),又便于自己接近蚂蚁窝而大快朵颐,可谓一箭双雕。那么,兰花螳螂百般心思将自己装扮成花的模样,是否也是为了逃避天敌捕食的同时,又便于它自己的捕猎行动呢?

早在一百多年前,著名的博物学家华莱士(AlfredRussellWallace)和Annandale(LordNelsonAnnandale)通过观察标本或者活体,就提出了这样的猜想:猎手兰花螳螂拟态成花的样子,吸引传粉昆虫上当,进而捕食猎物。尽管这个猜想一直没得到科学实验的论证,但在很多科学或非科学的文章中,这个观点却是被人们普遍认可的。直到年,来自芝加哥大学的O’Hanlon等人在马来西亚对这个百年“公认”的猜想正式展开了科学的论证。

白色的兰花螳螂

疑团1:传粉昆虫能否区分兰花螳螂和其他野花的颜色?

如果兰花螳螂真的像野花一样吸引传粉昆虫,那至少意味着,蜜蜂等传粉昆虫无法区分兰花螳螂和其他野花的颜色。事实究竟是怎样的呢?众所周知,颜色的产生,其实是光谱(与波长相对应的光能)与动物眼睛里敏感的光线感受器相互作用的结果。那么,要解决这一问题,就得弄清楚兰花螳螂和野花的光谱分别是什么样的,这些光谱与蜜蜂等昆虫眼睛里的光线感受器作用效果是否有差异。于是,O’Hanlon等人通过便携式分光仪分别测出同一地区兰花螳螂(14只)和野花(13种,其中还包括2种兰花)的光谱,然后利用两种常用的视觉模型(这两种模型都包含了膜翅目昆虫视觉系统的敏感光谱)来检测每种花与兰花螳螂的色彩差异。实验的结果显示兰花螳螂与这些野花的色彩差异都低于检测阈值,这就说明了膜翅目的传粉昆虫确实无法从颜色上区分兰花螳螂与其他野花。

华容猎手兰花螳螂

疑团2:离开植物的隐藏,兰花螳螂能否继续欺骗并吸引传粉昆虫?

利用花色来吸引猎物上当,是很多昆虫猎手的杀手锏,如蟹蛛,猎蝽等,它们时常躲藏在花中诱捕猎物。不仅如此,为了让骗术升级,有些蟹蛛甚至还可以调节花信号。例如澳大利亚蟹蛛(Thomisusspectabilis)通过自身反射紫外线,而与它所“蹲点”的花朵形成鲜明对比,那些对紫外线敏感的虫虫们,不知不觉就被吸引过来,沦落为蟹蛛的盘中餐。蟹蛛也好,猎蝽也罢,它们通常都需要利用花朵来隐藏自己,从而在花间行猎。而形色异常逼真的花容猎手——兰花螳螂,伪装的级别貌似更好,它们本身就是“一朵花”,通常只需待在植物的叶片上行猎。但如果离开了植物的隐藏,兰花螳螂是否还能继续欺骗并吸引猎物呢?

为此,O’Hanlon等人又进一步设计了“木棍实验”:将兰花螳螂与活体植物隔离后,观察传粉昆虫对兰花螳螂的反应行为。他们选择了若干自然生境作为实验样地,至少每隔1米插入三根1米长的木棍,其中一根木棍粘着活的兰花螳螂,另一根木棍上系上紫鹤花(Asystasiaintrusa),第三根木棍什么都不弄,作为实验对照,然后在1小时内同时观察并计数这三根木棍昆虫的拜访次数。30个小时的观察结果显示,兰花螳螂吸引昆虫的频率远远高于紫鹤花和裸木棍。紫鹤花是当地最常见的野花,并为传粉昆虫提供有偿报酬,它吸引昆虫的频率竟然都不及兰花螳螂,这便意味着传粉昆虫很可能把兰花螳螂当作“可提供报酬”的花。当然了,兰花螳螂的个头比紫鹤花要大得多,这也可能是更吸引传粉昆虫的一个重要原因——毕竟在昆虫有限的脑记忆中,大花就意味着更多的甜头。

很显然,兰花螳螂的骗术是很成功的,屡试不爽。面对屡屡上当、甚至失去自家性命的威胁,那些传粉昆虫们难道一点“记性”都不长吗?原来兰花螳螂的数量很稀少,传粉昆虫在野外遭遇兰花螳螂的概率是很低的,或许正因如此,传粉昆虫们也就不愿费那个精力去学习、识别兰花螳螂的骗术了。

正在蜕皮的兰花螳螂

悬而未决的科学问题

关于花容猎手的猜想,还有很多悬而未决的问题有待科学的论证,比如除了视觉特征外,兰花螳螂是否还会释放某些化学信号来诱惑传粉昆虫?传粉昆虫的哪些行为过程有利于兰花螳螂的捕食策略?兰花螳螂的天敌是否也会被其逼真的“花容”所蒙蔽而错失捕食的机会呢?待解答了这些疑问,或许兰花螳螂那笼罩在面纱下的花容,也就不再那么神秘了。

J.C.O’Hanlon,G.I.Holwell,andM.E.Herberstein.PollinatorDeceptionintheOrchidMantis.TheAmericanNaturalist,,(1):~.

作者:赵金丽/文杨云/图

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