蟋蟀是一種我們常見的鳴蟲,它們會為了向同類宣誓自己的領地范圍或滿足求偶的需要,利用自己的發聲器官來鳴聲。然而,人們發現生活在兩座夏威夷島嶼上的蟋蟀卻為了躲避致命的飛蠅“襲擊”,在自身演化過程中失去了鳴聲的能力。
在通常情況下,雄性蟋蟀會通過摩擦自己身體兩側的翅膀發聲來達到吸引雌性的目的。然而,人們分別在2003年和2005年時發現,生活在考艾島和瓦胡島上的雄性蟋蟀翅膀的形態發生了改變。
刊登在《現今生物學》期刊上的最新報道表明,翅膀的變化使得蟋蟀個體之間產生了體形上的差別,它由個別基因的突變引起。這也使得“無聲”的蟋蟀成為了趨同進化的全新案例。
“致命”的飛蠅能夠通過蟋蟀的鳴叫來定位蟋蟀的位置,當它找到了它的受害者——一只正在鳴叫的雄性蟋蟀之后,懷有“身孕”的蒼蠅便會將卵產在蟋蟀的背上。此后,蛆會鉆入蟋蟀的體內,以被寄生的蟋蟀為食。一周之后,蛆就會將蟋蟀吃空,僅留一具空殼。
這些北美飛蠅的出現占據著蟋蟀的生態位,它們是來自澳洲的最新“登陸者”,在競爭中不斷地開始適應當地的環境。當地的蟋蟀為了與之抗衡,在考艾島上就有超過90%的雄性蟋蟀發生變異,失去鳴叫的能力,這一過程僅用了不到20代便完成。
因為變異,這些平翅的雄性蟋蟀能夠隱藏自己不被寄生蠅所發現,免遭被蛆蠶食的命運。當然,這也需要付出相應的代價——那就是求偶的難度系數有所增加。然而,這些失去鳴叫能力的蟋蟀十分“狡猾”,它們會在一些仍具有鳴叫能力的雄性蟋蟀附近徘徊,在半路上“劫持”被吸引而來的雌性蟋蟀。2003年,人們在考艾島上發現平翅蟋蟀的兩年之后,同樣在100公里以外的瓦胡島上發現了平翅蟋蟀的蹤影。
研究人員首先假定這些“無聲”的蟋蟀是在某些因素的幫助之下輕易地跨越了距離的阻隔。來自圣安德魯斯大學的內森·貝利博士認為,雌性蟋蟀產在泥土中的卵能夠借助于人們的靴子搭便車。而另一方面,雄性蟋蟀翅膀的變化幾乎同時在兩地發生,這一切似乎不著邊際,但這也是令貝利博士感到不可思議的地方。
通過觀察,人們發現兩座島嶼上發生變異的蟋蟀個體的外部形態并不是完全相同的。其次,通過交叉試驗后發現,所有類型的平翅蟋蟀的變異都是由X染色體上的單個基因所引起的。最后,通過遺傳標記的方法得到令人信服的證據,那就是這兩個變異事件的發生是各自獨立的。
獨立的兩個群體演化出相同性狀的過程,即為科學家所描繪的趨同進化。趨同進化的另一個案例就是某些兩棲類有尾目動物的彈舌。
貝利博士認為這是一個不尋常的案例,因為它們的發生過程相對于我們所認知的演化所需經歷的時間來說僅僅是一眨眼的功夫,我們的研究人員可以做更為深入的探索。這是一個絕佳的機會來探明在野外實時發生的生物基因組演化的過程。