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这难道不是蜜蜂吗?还真不是……

2022/11/14 12:22:00 来源:中科院物理所 作者:云开叶落 责编:远生

当你走在公园里,或者其它有花花草草的地方,可能会有一个身影,突然从眼前掠过,甚至围着你打转。当你发现那个身影相间,还要和你“贴贴”,往往会惊呼 “蜜蜂!别过来!”然而,它可能只是一只,披着蜜蜂外衣的苍蝇……

1、食蚜蝇 —— 做不被定义的蜜蜂

没错,这种“披着蜜蜂外衣的苍蝇”正是食蚜蝇。而对于蜜蜂形态上的模仿是一种拟态。首先,我们来看看这种“模仿”的水平究竟如何。下面的第一组图片是蜜蜂与食蚜蝇的照片对比,

图 1 蜜蜂(上)与食蚜蝇(下)

而第二组图片是熊蜂与另一种食蚜蝇的对比图。

图 2 熊蜂(上)与食蚜蝇(下)

每当看到这种照片,小编都不免赞叹:不能说像,只能说一模一样

可是在赞叹之余,细心的读者可能已经发现:这种“模仿”好像还是少了几分灵魂。没错,下面我们就总结下蜂类和食蚜蝇究竟有哪些不同

先看看分科的区别。食蚜蝇属于双翅目,是昆虫纲中仅次于鞘翅目(通称“甲虫”,代表如瓢虫、天牛)、鳞翅目(代表如蛾、蝶)和膜翅目(代表如蜜蜂)的第四大目。同属双翅目的还有我们的夏日死敌 —— 蚊子,以及“遗传学功臣”—— 黑腹果蝇。(请问谁 DNA 动了??)

图 3 一张可能勾起回忆的图片

双翅目的得名源于他们只有一对翅膀,而第二对翅膀则退化为平衡棒。食蚜蝇自然也是这样。

图 4 食蚜蝇与的平衡棒 | 图片源自【3】

可蜜蜂就不是这样了,因为蜜蜂等蜂类属于膜翅目,它们的第二对翅膀并未退化。只是落在花上时,第二对翅膀往往盖在了第一对下方,所以不仔细看很难分辨。

图 5 蜜蜂的两对翅膀

除了翅膀上的差异,“真假蜜蜂”之间还有很多其他的区别。比如蜜蜂的触角呈现图 6I 所示的肘状,而食蚜蝇的触角则是图 6K 所示的具芒状。蜜蜂由于需要采蜜,其最后一对足为携粉足,较其余足较粗。而食蚜蝇不会采蜜,因此后足与前足均为步行足,粗细相近。

图 6 昆虫触角类型 | 图片源自【1】

当然,小编觉得这些都不是日常用于区分蜜蜂和食蚜蝇最简单的特征。最明显的其实在眼睛处。食蚜蝇毕竟是一种蝇类,其复眼一般较大,会覆盖大半个头部,且一般可以看出由很多小眼组成。下面的图片展示了食蚜蝇和其他几种蝇类的复眼图。

图 7 食蚜蝇(左)、苍蝇(中)、果蝇(右)复眼对比

而常见蜂类的复眼并没有蝇类这么大,一般呈黑色,且无法清晰地看到由小眼组成

图 8 蜜蜂(左)与熊蜂(右)复眼对比 | 图片源自【5】

所以当一个黄黑色的昆虫向你飞来,你可以尝试通过眼睛、触角等特征来分辨是真的蜜蜂还是“伪装大师”食蚜蝇。当然,如果你没有十足的把握,最好还是躲开为好~

2、拟态 —— 并非食蚜蝇的独家秘诀

除了食蚜蝇,还有其他的“伪装大师”么?其实不仅类似的伪装有很多,单单伪装成蜂类的就不止食蚜蝇。比如鳞翅目的鹿子蛾以及鞘翅目的虎天牛,都通过将身体的颜色和花纹包装成蜂的样子进行伪装。虽然相比食蚜蝇这种伪装显得有点“粗糙”,但看看他们在花上的样子,确实可以在一定程度上“以假乱真”了。

图 9 鹿子蛾(左)与虎天牛(右)

如果能坚持(估计不是虫恐)看到这里,你大概想问:为什么这些物种要争相伪装另一种生物呢?这种伪装对于伪装者和被伪装者究竟意味着什么?为了回答这两个问题,我们需要介绍一个重要的概念 —— 拟态

图 10 枯叶蝶的拟态

拟态在演化生物学中指的是某一个物种在演化过程中获得了与另一个成功物种相似的特征,来混淆另一方(如捕食者)的认知,从而远离或者靠近拟态物种。其实拟态并不是昆虫的才有的生存技巧,鱼类、两栖类和爬行类动物、植物甚至真菌都可能通过拟态来保护自身或者诱骗猎物。此外,这种模仿也并不限于对另一个物种,有可能是对于某个物种局部(如叶片、花)的模仿。

图 11 竹节虫(左)与兰花螳螂(右)

在昆虫中,枯叶蝶、竹节虫和兰花螳螂分别是模仿植物叶片、枝条和花朵的高手。当它们处在合适的位置,我们可能要仔细观察才能在照片中找到它们的位置。其中枯叶蝶和竹节虫是通过拟态来隐藏自身,防止被捕食者(如鸟类)发现。而兰花螳螂则可以在花朵上隐藏身形,待其他昆虫前来采蜜时捕捉猎物。

图 12 枯叶蟾蜍(左)与叶尾守宫(右)

同样是模仿枯叶,两栖类的枯叶蟾蜍以及爬行类的叶尾守宫同样是高手。而且我们不难发现,每一个物种会非常细致地模仿所处地域的叶片形态,其颜色深浅、叶脉纹路都被“复刻”得惟妙惟肖!

图 13 丽鮗(左)与白口海鳗(右) | 图片源自【9】

在海洋中,白口海鳗是一种可怕的珊瑚礁掠食者,其身上长满白色的斑点。而丽鮗全身也长有白色斑点,且靠近尾部长有一个黑色的斑点来模仿白口海鳗的眼睛。它将自己的头部藏在珊瑚礁内时,暴露在外的尾部就仿佛潜藏在珊瑚礁中的白口海鳗,从而吓退其他捕食者来保护自身。

图 14 蜂兰(左)与某种附生兰花(右)

在植物界也有较为丰富的拟态行为。比如蜂兰通过用花模仿雌蜂的样子从而吸引雄蜂前来授粉(小编不免心疼雄蜂 10s……),这种拟态行为被称为波漾氏拟态。而某种附生兰花长相酷似花中带有花蜜的原生物种马缨丹和马利筋,从而诱骗昆虫前来帮其授粉,真是植物界的“空手套白狼”…… 这种拟态被称为多德森拟态

图 15 马缨丹(左)和马利筋(右)

此外,锈菌可以通过感染小檗属植物的枝叶,在枝叶表面反射紫外线从而模仿花朵。(虽然人看上去是枯黄的颜色,但是昆虫却觉得是花!)有时被感染的枝叶甚至可以分泌花蜜与产生花香的气味来吸引昆虫。这便是真菌界特殊形式的拟态。可见,拟态有时并不需要人眼看上去像,只要能“蒙混过关”就是好的技巧。

3、互利互惠还是“抱大腿”?

展示了各种各样的拟态,我们可以来讨论上面提到的问题了,即拟态的目的是什么以及对拟态者和被拟态者分别是有利的还是不利的?从上面的例子可以看到,拟态对于拟态者一定是有利的,否则它们也不会“费尽心思”去演化出这样的形态或者特征。但是拟态的目的是多样的,有时为了隐藏自身,有时为了吓退捕食者,有时则是吸引猎物。

图 16 猪笼草

我们都知道一种特殊的植物 —— 猪笼草,它通过将捕虫笼伪装成花朵(内含花蜜)来吸引昆虫从而实现捕食。这种拟态成为无害的物种以吸引猎物的行为称为进攻性拟态。此外,还有两种非常重要的拟态类型 —— 贝氏拟态(Batesian mimicry)和穆氏拟态(Müllerian mimicry)。其中贝氏拟态指的是一个物种模仿另一个物种,显得有毒或者无食用价值从而躲避捕食者。而穆氏拟态则是拟态者和被拟态者本身都是不可食的,或者说对捕食者有威胁的

图 17 蝎蛉

贝氏拟态很容易理解,比如上面提到的模仿枯叶、树枝等伪装自身或者食蚜蝇模仿蜜蜂来吓退捕食者都属于贝氏拟态。他们的共性在于伪装者自身其实并不能对于捕食者造成实质的威胁,如会蛰刺、有毒等。另一个例子是,长翅目蝎蛉科昆虫的雄虫腹部末端会膨大形成类似蝎尾状,从而伪装成具有威胁性的蝎子。一般认为贝氏拟态对于拟态一方有利而对于被拟态一方不利,因为经验不足的捕食者在捕捉了没有威胁性的拟态者后可能尝试攻击被拟态者。

图 18 蜜蜂(左)与黄蜂(右)

而蜜蜂模仿黄蜂的花纹可以看做是一种谬氏拟态,因为两个物种本身都可以通过蛰刺对于捕食者造成威胁。因此捕食者无论攻击其中的哪一方都会受到威胁从而“长记性”。长此以往,双方相当于形成了“共同防御”,因为捕食者不再敢猎食其中任何一种。一般认为这种拟态行为对于拟态者与被拟态者都是有利的

当然,上面的介绍也只是列举了很少一部分拟态的例子,自然界的神奇之处远非一篇推送能尽数的。不得不说:大自然真的很神奇!

参考资料

  • [1] 彩万志.普通昆虫学 [M]. 中国农业大学出版社,2001.

  • [2] 动物 — 蜜蜂科和食蚜蝇科 - 哔哩哔哩 (bilibili.com)

  • [3] 太好玩了,不过只建议有时间的人阅读!

  • [4] 真蜂假蜂傻傻分不清楚?假裝自己是蜂類的昆蟲可不少

  • [5] 信義熊蜂 Bombus formosellus (biodiv.tw)

  • [6] 拟态 - 维基百科,自由的百科全书 (wikipedia.org)

  • [7] 自然界的昆虫伪装大师:模拟树叶的行为可以追溯到恐龙时期

  • [8] 有哪些拟态很厉害的生物?- 知乎 (zhihu.com)

  • [9] 海洋生物的拟态伪装有多厉害?认识海洋世界的 5 位模仿大师

  • [10] 神奇的四种植物拟态 - 简书 (jianshu.com)

  • [11] 植物拟态-百科故事网 (niaoleiba.com)

  • [12] 植物和真菌 为什么喜欢玩 cosplay?----中国科学院昆明植物研究所 (cas.cn)

  • [13] 米青山,彩万志,李淑娟.昆虫拟态的多样性 [J]. 昆虫知识,2002.

  • [14] Co-mimics have a mutualistic relationship despite unequal defences Hannah M. Rowland, Eira Ihalainen, Leena Lindström, Johanna Mappes & Michael P. Speed Nature 448, 64–67 (2007).

本文来自微信公众号:中科院物理所 (ID:cas-iop),作者:云开叶落

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关键词:昆虫蜜蜂食蚜蝇

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