许多物种的特征都进化出了多种用途。鹿角既是 内置的武器,也是吸引雌鹿的诱惑物。章鱼的吸盘能通过吸力捕获猎物,而且 还能品尝和闻到味道。青蛙鲜艳的颜色向捕食者发出危险信号,同时 也向潜在配偶展示其繁殖能力。月蛾拥有独特的翅膀形状,可以 阻止蝙蝠捕食,但它们还有什么其他作用呢?一个人如何确定一个特征的进化作用?
在今年早些时候发表于《行为生态学》和《生物学快报》的两项近期互补性研究中,研究人员通过测试翅膀尾巴在性选择和鸟类捕食中的作用,扩展了我们对该适应性状的理解。
月蛾原产于北美洲东部。像所有蚕蛾一样,它们的后翅都有独特的长而拖曳的尾巴,或者说“扭曲的杯状桨”,正如这两项研究的主要作者、佛罗里达自然历史博物馆的博士生朱丽叶·鲁宾(Juliette Rubin)在一份声明中所说的那样。蝙蝠利用回声定位通过反射声波来 探测物体的位置,但月蛾翅膀的形状会反射声波,使飞行中的哺乳动物瞄准它们的翅膀末端。翅膀一扇,月蛾就险险地躲过了捕食者。
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首先,研究人员想看看翅膀尾巴是否也在性选择中发挥作用。当雌性月蛾准备交配时,它们会停留在原地释放信息素。根据 佛罗里达大学昆虫学系 的说法,雄性月蛾拥有极其灵敏的触角,可以探测并追踪信息素踪迹。然后,雌性就会从中选择一位求偶者。
在第一个实验中,研究人员将一只雌性月蛾放入一个飞行箱中,里面有两只雄性月蛾:一只翅膀完好无损,另一只则被移除了翅膀尾巴。初步数据显示雌性似乎偏爱带有尾巴的雄性,但进一步的试验表明情况并非如此。当研究人员通过剪切的方式移除尾巴时,由此造成的损伤可能阻碍了这些雄性的表现,使得完好无损的雄性成功交配。
他们通过移除两只雄性月蛾的尾巴,然后将尾巴重新粘贴到其中一只雄性身上,而另一只仅在后翅上涂抹胶水,以此重现了尾巴/无尾巴的实验。研究人员发现它们在交配成功率上没有显著差异。
为了确保胶水不会干扰结果,研究人员进行了另一项实验,将两只完好无损的雄性月蛾配对,其中一只的后翅涂有胶水。同样,它们的交配成功率均等。
尽管月蛾的优雅对我们人类很有吸引力,但实验表明月蛾的翅膀尾巴并非性选择的结果。
随后,研究人员想看看这些月蛾的尾巴是否有任何明显的劣势。它们帮助月蛾躲避依赖回声定位的蝙蝠,但对视觉捕食者呢?
月蛾白天静止不动,因为在白昼飞行时,它们那对大而鲜艳的绿色翅膀会使它们成为容易捕食的目标。为了测试它们的尾巴是否会对白天捕食产生任何影响,研究人员将面包屑面团包裹在面包虫上,并将其塑造成真实月蛾的大小和形状。他们将带有完整翅膀和无尾巴翅膀的复制品各半。他们将这些复制品放置在鸟舍的树枝和叶子周围,并引入了卡罗莱纳鹪鹩(Carolina wrens)。
鹪鹩以相同的速率吃掉了这些假月蛾,无论翅膀类型如何,这表明尾巴对它们能否定位月蛾没有影响。一些研究表明,鸟类在寻找猎物时,会依赖 搜索图像(对物体的心理表征)。它们会利用视觉线索,如蛾子的翅膀形状,来区分背景中的猎物。因此,根据新闻稿,鹪鹩可能忽略后翅尾巴,而是利用月蛾的整体形状来识别食物。
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这些实验表明,尽管月蛾的尾巴对人类来说是一个显著的特征,但它们在吸引配偶方面不起作用,对鸟类捕食也没有影响。
“当我们看到动物身上这些非常明显的生理特征时,我们常常会被关于它们的熟悉故事所吸引,”鲁宾在声明中说。“一个对我们这些视觉动物来说显而易见的特征,可能对捕食它们的捕食者并不突出,而我们认为动态且迷人的特征,对潜在的配偶来说可能并非如此。”