[圖文]有趣的超聲波天蛾 | 陽光歷史

 

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[圖文]有趣的超聲波天蛾

2015年03月13日 奇趣動物-長篇 暫無評論 閱讀 240 次


天蛾(hawkmoth)分佈在世界各地,以其碩大的體型和超強的飛行能力而得名,其中一些種類的翼展可以超過10厘米。天蛾的飛行速度能達到每小時19公里,而且在空中能靈活地轉身以避開掠食者,尤其是蝙蝠。

  在過去的6500萬年裡,蝙蝠和天蛾展開了延續至今的「軍備競賽」。對蝙蝠來說,它們發展出了內置的「聲吶」系統,能夠通過發射和接收超聲波來探測周圍的昆蟲。與此同時,天蛾在漫長的時間裡也演化出了不尋常的應對方法,它們能通過生殖器振動產生的超聲波來迷惑對手。

  超聲波天蛾

  傑西·巴伯(Jesse Barber)是來自美國博伊西州立大學的一名昆蟲行為學家,從博士生時代開始他就在研究天蛾與蝙蝠之間的「互動」關係。他說:「燈蛾是另一類已知具有產生超聲波對抗蝙蝠的蛾類,它們能模仿其他物種的聲音,向蝙蝠發出『味道不佳』的超聲波警告,甚至是直接干擾蝙蝠的聲吶系統。」

  因為天蛾與燈蛾的關係很近,因此傑西·巴伯認為,天蛾或許也具有相似的抵禦策略。他與佛羅里達大學的進化生物學家Akito Kawahara一起前往馬來西亞的婆羅洲,在那裡利用3種天蛾——分別是條背天蛾(學名:Cechenena lineosa)、星點斜紋天蛾(學名:Theretra boisduvalli)和綠背斜紋天蛾(學名:Theretra nessus)——開展了相關實驗。

  為了防止天蛾飛走,研究人員將其用魚線和吸管拴在實驗裝置上,並開始用高速攝像機和特製麥克風記錄天蛾的飛行速度和超聲波範圍。他們錄製了一段蝙蝠捕獵時的超聲波信號,並通過高科技的揚聲器進行播放。Akito Kawahara說:「我們把天蛾放在超聲波揚聲器和麥克風前面,然後播放事先錄製的蝙蝠聲音,觀察它們的行為變化。」他們的研究結果發表在6月3日的《生物學快報》(Biology Letters)雜誌上。

  絕佳的策略

  不出所料,當天蛾接收到蝙蝠的超聲波信號之後,它們也產生了自己的超聲波。高速攝像機在此時發揮了重要作用:通過慢速播放天蛾在實驗裝置上的活動畫面,科學家得以看清天蛾是如何製造超聲波的。

  Kawahara指出:「我們猜測它們可能是用生殖器來製造超聲波,通過一些對博物館天蛾標本的放大畫面,我們猜測是在抱器(clasper,生殖器的一部分)外側的鱗片。」事實上,雄性天蛾正是通過抱器上的堅硬鱗片與腹部的快速摩擦來產生超聲波的,而且進一步的研究發現,雄性和雌性天蛾都具有這種行為——雌性天蛾會將生殖器的一部分向內拉,從而使生殖器可與腹部進行摩擦。

  科學家認為,天蛾利用這種超聲波作為一種防禦的手段。Kawahara說:「我們推測,這些聲音可以用來干擾蝙蝠的回聲定位,或者嚇退或警告蝙蝠。」夜空或許並不如我們想像的那麼安靜,很多其他的昆蟲種類可能都具有類似的策略,傑西·巴伯補充道:「看起來,夜空中似乎充斥著昆蟲為應對蝙蝠捕獵而產生的超聲波。」

  來自南丹麥大學的神經生態學家約翰·拉特克利夫(John Ratcliffe)稱這一新發現「非常非常酷!」。天蛾和燈蛾都具有能夠探測到蝙蝠超聲波的聽覺結構,雖然二者具有很大的差別。天蛾的聽覺器官位於頭部,而燈蛾則位於胸部;而且,燈蛾是利用其胸部的膜結構產生超聲波的,與天蛾完全不同。這也是兩類動物趨同進化(不同動物類群中出現相似的特徵)的絕佳例子。「從兩方面來說,無論是聽覺器官還是超聲波的產生,二者最終都獲得了相同的效果,這一點非常美妙」,拉特克利夫補充道。


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