为了吃口饭,这小东西的嘴也太长~了!

11月已至,立冬一过,中国大部分地区已迎来寒潮,整体氛围也萧瑟了起来,见到小动物的频率也越来越低了。

但在华南和西南的部分地区,由于全年温差不大,还是有一些热闹景象的。郊外的花丛、林间的溪流边甚至小区绿化植被中的花朵附近,不时还可以看到一些黑乎乎的身影快速地在其中穿行,振翅频率高到几乎看不清它的模样。

有时候家人给我打电话的时候会说,今天阳台的花丛又有蛾子过来吃花蜜,全身漆黑,飞著像个超大号苍蝇似的……

小豆长喙天蛾

图片来源见水印

这到底是什么蛾子?

很多人误以为这些活泼的小飞行物是蜂鸟,但蜂鸟只生活在美洲地区,亚洲是不太可能见到的,这也是一个科普中的老生常谈了。

这些所谓的“蜂鸟”多半是日行性的天蛾种类,以长喙天蛾属、黑边天蛾属和透翅天蛾属的成员居多。

正在访花的突缘长喙天蛾

拍摄:王吉申

如果你仔细观察会发现,当这些机敏的蛾类悬停在花朵附近时,会从嘴部伸出一根长长的“吸管”探入花中取食花蜜,这根吸管其实是鳞翅目昆虫特有的一种高度特化的口器——虹吸式口器。

它们的喙能随时弯曲和伸展,以便吸食花蜜、水源,甚至动物的排泄物等,在单位时间内获得较多能量。别说人家重口味,其实动物排泄物里富含小分子无机酸,营养多着呢。

可以弯曲的喙

图片来源:wikiwand

由此可见,虹吸式口器是昆虫口器进化的高级阶段。而在鳞翅目昆虫中,除蝴蝶之外,天蛾是最容易观察到用虹吸式口器取食的类群。

蝴蝶吸取花蜜

图片来源:Photos Getty/iStock

那不吃饭的时候,这种口器怎么收呢?就算能卷起来,搁下巴也硌得慌。

别担心,它们唇须内侧为此还演化出了圆盘状的凹槽,便于放置卷曲状态下的喙,就和蚊香似的。

天蛾的唇须有凹槽专门给喙盘起来的时候放置,看起来就像蚊香。

一个蛾子缠绕的口器

图片来源:Müller等

同时,你是不是还想起来什么童年美食?这不就是小时候吃的大大卷吗!!

道高一尺,魔高一丈

少数有特定习性的天蛾类群,如鬼脸天蛾属,喙粗短且末端角质化,常潜入蜂巢内吸食蜂蜜。

鬼脸天蛾

图片来源:Torsten Pröhl

鬼脸天蛾的喙

图片来源:Sphingidae of the Eastern Palaearctic

大多数天蛾还是以访花为主,在漫长的演化过程中,它们的喙和有花植物之间有着非常微妙的演化关系。

最为经典的例子是,大彗星兰和非洲长喙天蛾的故事。

先来看看大彗星兰长什么样

花距这么长,动物还怎么吸食花蜜?

图片来源见水印

再来看看非洲长喙天蛾

大彗星兰和非洲长喙天蛾

图片来源:图片来源:Minden Pictures SuperStock

好家伙,这就是道高一尺,魔高一丈吧!

下面来大体归纳一下这个故事的时间线:

1862年,达尔文在研究来自马达加斯加的一种花距很长的兰花时想到,一定会有一种喙足够长的昆虫来帮助其传粉;

1903年,这种天蛾才被发表,被命名为“Xanthopan morganii praedicta“,归类为非洲长喙天蛾Xanthopan morganii的马达加斯加特有亚种,亚种后缀名praedicta词义上也致敬了达尔文的猜想,所以也有人称之为“预测天蛾”;

1992年,借助先进的红外夜视仪等观测设备,德国科学家才首次以影像的形式记录了非洲长喙天蛾对大彗星兰的访花行为。

今年10月,由英国自然历史博物馆馆长David C. Lees博士等几位学者合作发表的一篇文章中,重新对非洲长喙天蛾的分类地位进行了一次梳理。

在今年10月的这篇文章中,作者通过近6年的样本采集和数据分析发现,“预测天蛾”和非洲长喙天蛾实际有着不小的差距,无论是在体型、翅型、花纹、毛色、解剖结构等形态学方面,还是在演化关系、种间基因差异等分子生物学方面。

基于这些差异,“预测天蛾”在被发表118年后,被证实为是一个独立演化的物种,同时也是Xanthopan属的第二个物种。(为区分两个物种,下文将Xanthopan morganii praedicta统称为预测天蛾)

而在分析过程中,喙长是重要的形态学考量指标。实际上,预测天蛾的喙比非洲长喙天蛾的喙更长长长长长长……

左侧为预测天蛾,右侧为非洲长喙天蛾

图片来源:David C. Lees等

为什么会出现这种演化关系?

华莱士曾经对预测天蛾和大彗星兰的演化关系提出一种猜想:

对于被取食的兰花而言,花距过短会导致花蜜被天蛾白白取食,而花粉得不到传播——只有天蛾将身体凑到花上时,多毛肥胖的身躯才能有效沾染并携带花粉。所以,短花距的性状不断被淘汰,而长花距性状得以保留。

对于天蛾而言,短喙的类群会因为无法有效汲取花蜜而丧失对长花距植物的兴趣,转而取食一些其他短花距植物;而长喙的类群则保留性状,与长花距植物继续协同演化。

于是,一代代积累下来,无论花距还是天蛾的口器长度都在不断增加。

预测天蛾和大彗星兰

图片来源:Joseph arditti等

但有的学者认为,天蛾喙长和兰花花距演化产生的动力可能缘于兰花上的掠食者,比如蜘蛛。

很多喙较长的天蛾在访花时,常出现“摇摆不定”的行为,不停在多种花之间周旋取食,而非稳定地停留在某朵花表面,这种行为很可能就是在试探花上是否有预先埋伏的捕食者。

花上的蜘蛛等捕食者,会对天蛾进行伏击

图片来源:Joseph arditti等

长此以往,天蛾的喙变得更长,这样能降低因为贴近花朵遭到捕食的风险。而长花距的兰花,则需要更长的花距,来吸引天蛾不断贴近花朵以便沾染花粉。

但因为还缺乏一些观察证据,这个理论是一个普适性的结论,还是仅针对某一地区或某一类群适用,还有待进一步的调查和探索。

撇开遥远的非洲,在亚洲和美洲大陆,也有不少喙很长的天蛾,如猿面天蛾(Megacorma obliqua)。它是目前中国记录的喙最长的天蛾,它的喙长一度达到13-16cm。

猿面天蛾是中国分布的天蛾中口器最长的,主要生活在热带,可能也造访长花距植物。拍摄:刺儿

但目前对于猿面天蛾的访花对象等生态记录还是一片空白,所以天蛾及其访花植物之间还有着不少精彩的故事,等着我们去发掘。

撰文 | 刺儿

微信编辑 | 阿什么爽

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