自然科普:大彗星風蘭,什麽樣的昆蟲才能吸到它的花蜜?
來源:原理
發布時間:2021-10-12
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故事要從(cong) 一株蘭(lan) 花說起。1862年,查爾斯·達爾文收到一株來自馬達加斯加的蘭(lan) 花。這種有著白色的花朵蘭(lan) 花名為(wei) 大彗星風蘭(lan) (Angraecum sesquipedale),其花距長度可長達30厘米,白色星狀的花朵拖著一條長長的花距,宛如天空中滑過的彗星

看到這株蘭(lan) 花後,達爾文所想的是:“天呐,要什麽(me) 樣的昆蟲才能吸到它的花蜜?”他推測,隻有長著超長舌頭的蛾子,才能接觸到分布在這些花蜜管底部的花蜜。

 大彗星風蘭(lan) (Angraecum sesquipedale)。| 圖片來源:Wikipedia Commons

1867,阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士(Alfred russel Wallace)也對這種蘭(lan) 花進行了思考。他預測,能夠吸到這種蘭(lan) 花的花蜜的蛾子,應該與(yu) 在非洲大陸發現的一種有著長長的喙的蛾子——長喙天蛾(Xanthopan morganii)相似。

 長喙天蛾(Xanthopan morganii)。| 圖片來源:Natural History Museum of London

事實證明,華萊士是正確的。1903年,昆蟲學家卡爾·約當(Karl Jordan)沃爾特·羅斯柴爾德勳爵(Lord Walter Rothschild)終於(yu) 對達爾文與(yu) 華萊士預言的這種蛾子進行了描述,他們(men) 將馬達加斯加的這種蛾子列為(wei) 長喙天蛾的一個(ge) 亞(ya) 種,命名它為(wei) Xanthopan morgani praedicta,意為(wei) “預測的長喙天蛾”,讓它與(yu) 長喙天蛾同屬於(yu) 一個(ge) 新的屬,Xanthopan

然而時至今日,故事有了新的轉機。英國自然曆史博物館的一組研究人員發表了一項新的研究稱,他們(men) 通過分析馬達加斯加的蛾子的DNA和生理差異,發現它們(men) 並非長喙天蛾的一個(ge) 亞(ya) 種,而是一個(ge) 完整的獨立物種

現在,他們(men) 將新確認的這種物種命名為(wei) Xanthopan praedicta這種新的蛾子的舌頭是所有昆蟲中最長的,可以毫無困難地接觸到大彗星風蘭(lan) 底部的花蜜。

目前,科學家隻在馬達加斯加發現了Xanthopan praedicta的蹤影,它們(men) 的生活與(yu) 那裏的植物緊密相連。隨著時間的推移,它們(men) 與(yu) 大彗星風蘭(lan) 出現了共同進化。Xanthopan praedicta的舌的長度隨著蘭(lan) 花花蜜管的長度的增加而增加;而最終,這又讓大彗星風蘭(lan) 完全依賴這種蛾子的授粉服務。不過,這種蛾子仍然能夠給其他具有長長的花蜜管的植物授粉。

在野外,Xanthopan praedicta在飛行時會(hui) 將舌頭卷曲,因為(wei) 太大太長的舌頭如果完全伸展會(hui) 讓飛行變得笨拙而且超長的長度也更容易使其被捕食,比如像蝙蝠、狐猴等,都可以在它們(men) 瞄準蘭(lan) 花時將它們(men) 抓住。因此,為(wei) 了減小被吃掉的風險,這些蛾子隻有在接近花朵時才會(hui) 展開喙部,一旦吃完,又會(hui) 立即把喙卷起來。

這一策略雖然降低了它們(men) 在野外被捕食的風險,但加大了科學家研究它們(men) 的難度。當研究人員在分析收藏於(yu) 博物館中的這種蛾子的標本時,他們(men) 需要將它們(men) 長長的舌頭展開。

 Xanthopan praedicta。| 圖片來源:Minet et al.

為(wei) 此,他們(men) 將來自非洲、科摩羅、馬達加斯加的近100個(ge) 飛蛾標本的頭部浸泡在水中過夜,軟化它們(men) 的喙,再對喙的長度進行測量。除此之外,他們(men) 還在馬達加斯加的野外展開了另外30個(ge) 標本的舌頭,然後在測量後將它們(men) 放了。測量結果顯示,Xanthopan praedicta的喙長在15厘米到28.5厘米之間

那麽(me) ,研究人員是如何得出這是一個(ge) 獨立物種的結論的呢?

在科學家決(jue) 定將某物定義(yi) 為(wei) 一個(ge) 新物種時,他們(men) 需要仔細觀察這種物種與(yu) 相似物種之間的不同之處。一直以來,一個(ge) 被廣泛認可的對物種的定義(yi) 是,物種是一群可以相互交配產(chan) 生可以存活的後代的相似個(ge) 體(ti) 。雖然目前還沒有人檢驗過來自馬達加斯加的蛾子和來自非洲的長喙天蛾是否可以雜交產(chan) 生可存活的後代,但研究人員在決(jue) 定將其提升到完整物種的級別之前,對馬達加斯加的蛾子進行了詳細的檢查。

他們(men) 在這兩(liang) 種蛾子身上發現了25個(ge) 形態上的差異,其中包括雄性和雌性生殖器的形狀、翅膀形狀、顏色圖案等顯著差異。馬達加斯加的蛾子的底部是粉紅色的,而非洲長喙天蛾的底部是白色或黃色的。

 非洲的長喙天蛾(左)和Xanthopan praedicta(右)有很多不同之處,比如Xanthopan praedicta的底部是粉紅色的| 圖片來源:Minet et al.

此外,馬達加斯加的Xanthopan praedicta身上還具有獨特的黑色斑紋,研究人員推測這可能是為(wei) 了偽(wei) 裝在不同樹木的樹皮下而發展出的特性。研究人員指出,這兩(liang) 種飛蛾的最顯著的區別在於(yu) 喙部,經測量發現,所有馬達加斯加的Xanthopan praedicta的喙部平均比來自非洲和科摩羅的飛蛾長6.6厘米

除了評估這些蛾子的外觀,研究人員還研究了它們(men) 在DNA上的差異。結果顯示,馬達加斯加的飛蛾與(yu) 非洲的飛蛾至少有7.6%的基因差異,這遠遠超出了我們(men) 對不同物種之間的差別的預期。

另外,研究還發現,在馬達加斯加全境發現的所有飛蛾不存在遺傳(chuan) 差異,他們(men) 在馬達加斯加西南部一個(ge) 偏遠的森林裏發現了一隻這種蛾子,這說明這種蛾子可以飛行數百千米的距離。

研究人員總結道,這些結果都向我們(men) 確認了,曾被達爾文和華萊士預測的這種以其巨大的舌頭而聞名的天蛾,實際上是一個(ge) 新的物種。

來源:原理

#創作團隊:

編譯:糖獸(shou)

#參考來源:

#圖片來源

封麵來源:Minet et al.




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