用“花瓣”滑翔的蘭花螳螂

趙芯

螳螂是較為常見(jiàn)的昆蟲(chóng)，但一種“花仙子”似的蘭花螳螂?yún)s十分稀有。它們主要棲息于亞洲東南部區(qū)域的熱帶雨林，在我國(guó)云南省西雙版納傣族自治州也有分布。下面就讓我們認(rèn)識(shí)一下這個(gè)擅長(zhǎng)隱匿于花葉之間的美麗動(dòng)物吧！

蘭花螳螂

蜜袋鼯分布于澳洲、印度尼西亞等地的灌木森林里，因喜歡吃桉（ān）樹(shù)的甜樹(shù)汁而得名。通過(guò)使勁伸直四肢，展開(kāi)四肢間的翼膜，它們就能從一棵樹(shù)直接“飛”到另一棵樹(shù)上

飛蜥是一種爬行動(dòng)物，可通過(guò)撐起肋骨間的膜實(shí)現(xiàn)滑翔

昆蟲(chóng)界的“花仙子”

蘭花螳螂屬于節(jié)肢動(dòng)物門(mén)螳螂目，遠(yuǎn)看幾乎和蘭花一模一樣，尤其是它的腿，宛若蘭花的花瓣，這里我們簡(jiǎn)稱(chēng)為花狀腿瓣。

蘭花螳螂的體色在整個(gè)生命周期中呈現(xiàn)出多樣性，主要有白、紫、粉、黃4色。成年雌性蘭花螳螂的體重可以達(dá)到成年雄性的5～10倍，未成年個(gè)體無(wú)翅，成年個(gè)體羽化后長(zhǎng)出翅膀。

別看蘭花螳螂長(zhǎng)得如花似玉，卻以蝴蝶、蜜蜂、蛾子等各類(lèi)節(jié)肢動(dòng)物為食。另外，這位美麗的“花仙子”生命周期極為短暫——一年一代，且沒(méi)有世代重疊。所謂世代重疊，指的是生命體的生長(zhǎng)發(fā)育期或繁殖期與其他代次的同類(lèi)產(chǎn)生時(shí)間上的重疊的現(xiàn)象，可簡(jiǎn)單舉例為母親能在活著的時(shí)候見(jiàn)到孩子。

自帶“機(jī)翼”的“滑翔者”

動(dòng)物界中有許多帶有明顯“機(jī)翼”的“滑翔者”，例如蜜袋鼯（wú）、飛蜥、樹(shù)蛙。這些脊椎動(dòng)物具有軟質(zhì)的滑翔結(jié)構(gòu)，可以幫助它們安全著陸或在不同區(qū)域間快速轉(zhuǎn)移。

正在伏擊獵物的蘭花螳螂（攝影/陳占起）

相比之下，目前發(fā)現(xiàn)的無(wú)脊椎動(dòng)物中的“滑翔者”，例如樹(shù)棲蟻、滑翔蜘蛛，以及彈尾目的滑翔節(jié)肢動(dòng)物（例如跳蟲(chóng)），均不具有滑翔專(zhuān)用的“機(jī)翼”，而且滑翔能力也明顯遜色于脊椎動(dòng)物。

是因?yàn)闊o(wú)脊椎動(dòng)物沒(méi)有這種結(jié)構(gòu)嗎？還是長(zhǎng)期以來(lái)人們忽視了這種結(jié)構(gòu)的存在？問(wèn)題最終在蘭花螳螂身上得以部分解答。

花狀腿瓣到底有什么用

200多年前，加爾各答的印度博物館館長(zhǎng)詹姆斯·伍德·梅森（James Wood-Mason）發(fā)現(xiàn)了一種形態(tài)像花的螳螂，從此蘭花螳螂（學(xué)名：Hymenopus coronatus）進(jìn)入了人們的視野。英國(guó)博物學(xué)家阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士（Alfred Russell Wallace）則提出了蘭花螳螂采取進(jìn)攻性擬態(tài)的假說(shuō)，即一個(gè)物種通過(guò)模擬另一個(gè)物種以達(dá)到欺騙獵物的目的。于是在接下來(lái)的時(shí)光中，蘭花螳螂都以經(jīng)典的擬態(tài)物種身份亮相，可惜的是這一說(shuō)法從未得到過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

直到200多年后的今天，澳大利亞生態(tài)學(xué)家詹姆斯·奧哈倫（James C.OHanlon）團(tuán)隊(duì)將體色和形態(tài)作為兩種不同的性狀，分別測(cè)試其誘捕獵物的效果，這才發(fā)現(xiàn)改變體色才會(huì)對(duì)捕食效率有影響，而第二、三步足擴(kuò)展物，即花狀腿瓣的形態(tài)（包括有無(wú)、是否扭曲等），對(duì)捕食沒(méi)有明顯影響。該發(fā)現(xiàn)使得研究者開(kāi)始重新審視這些“花瓣”對(duì)蘭花螳螂的作用。

“花瓣”作“機(jī)翼”

一次偶然的機(jī)會(huì)，中國(guó)科學(xué)家觀察到了蘭花螳螂從高處快速跳躍滑下的過(guò)程，蘭花螳螂竟然是極好的“滑翔者”！那獨(dú)具特色的花狀腿瓣是它的滑翔“機(jī)翼”嗎？

擁有完整腿瓣的蘭花螳螂滑翔距離遠(yuǎn)，而且能完成大幅度轉(zhuǎn)向

通過(guò)觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)，從10米高的位置拋下后，蘭花螳螂滑翔的水平平均距離可達(dá)6.09米，最遠(yuǎn)能達(dá)到14.7米；而失去腿瓣的蘭花螳螂僅能滑至4.08米，這說(shuō)明腿瓣能使滑翔距離變長(zhǎng)，即起到增強(qiáng)滑翔能力的作用。此外，蘭花螳螂可以在空中調(diào)整身體姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)超過(guò)180度的大轉(zhuǎn)彎，這對(duì)滑翔也是至關(guān)重要的。

“安全著陸”的奧秘有弧度的腿瓣

研究人員還發(fā)現(xiàn)，蘭花螳螂花狀腿瓣的橫截面呈弧形，且這一弧度（8%～12%）與其他動(dòng)物滑翔結(jié)構(gòu)的弧度類(lèi)似（鳥(niǎo)翼為10%～20%，飛蜥翼膜約為9%，滑翔松鼠的毛皮膜約為14%）。

隨齡期變化的腿瓣

此外，蘭花螳螂的花狀腿瓣會(huì)隨著齡期（昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)在連續(xù)兩次蛻皮之間所經(jīng)歷的時(shí)間）的增加而逐漸變大、變圓，這對(duì)后期體重較大的個(gè)體更有利，因?yàn)檫@些“花瓣”面積不成比例的增加，可以減小“大齡”蘭花螳螂在空中時(shí)身體所受壓強(qiáng)。

一般的“滑翔者”會(huì)因?yàn)轶w重增加導(dǎo)致滑翔距離變短。但是研究發(fā)現(xiàn)，盡管蘭花螳螂雌蟲(chóng)未成年末齡個(gè)體的體重可達(dá)一齡個(gè)體的165倍，但是其滑翔的水平距離并沒(méi)有明顯縮短。研究人員由此推測(cè)，體形大的蘭花螳螂雌蟲(chóng)，正是通過(guò)腿瓣的大比例增長(zhǎng)保持滑翔距離的。

體形影響“著陸”

相對(duì)而言，雄性蘭花螳螂體形較小，空氣阻力能平衡掉大部分的重力，無(wú)須像雌性那樣考慮“安全著陸”的問(wèn)題，所以腿瓣變大程度不如雌性，但隨著齡期增加，它們的滑翔距離會(huì)變短。

花狀腿瓣橫截面呈弧形

花狀腿瓣隨齡期增大而逐漸變大變圓

節(jié)肢動(dòng)物中的“滑翔機(jī)翼”有待挖掘

放眼已知的滑翔節(jié)肢動(dòng)物（例如跳蟲(chóng)），研究人員發(fā)現(xiàn)，蘭花螳螂在滑翔指數(shù)（滑翔水平距離/豎直高度）方面表現(xiàn)出色，而這要?dú)w功于明顯特化（動(dòng)植物為了適應(yīng)某種特殊環(huán)境或條件，發(fā)生生理、形態(tài)等特征上的變化）的“機(jī)翼”——花狀腿瓣。

我們回到文章開(kāi)頭提到的問(wèn)題，為什么一直未能在節(jié)肢動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，其實(shí)原因有三：

? 相比于脊椎動(dòng)物可以折疊的滑翔結(jié)構(gòu)（例如飛蜥、蜜袋鼯的膜狀滑翔結(jié)構(gòu)），節(jié)肢動(dòng)物特化出的滑翔結(jié)構(gòu)是硬質(zhì)的，很可能因?yàn)榛顒?dòng)受限、更易成為天敵的目標(biāo)等原因，不易進(jìn)化出這種結(jié)構(gòu)。

? 有這種滑翔結(jié)構(gòu)的節(jié)肢動(dòng)物，可能為了降低被發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，不得不配合使用其他生存策略（例如偽裝），這讓人們誤認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)不是為滑翔而生的。

? 最后，大部分節(jié)肢動(dòng)物體形較小，無(wú)須這種結(jié)構(gòu)就可“安全著陸”。

因此，如果你有機(jī)會(huì)見(jiàn)到體形較大的節(jié)肢動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)它們有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的扁平結(jié)構(gòu)時(shí)，千萬(wàn)別忘記它可能是用于滑翔的！

（責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）