蝎子

认知馆丨竹节虫昆虫界的超级伪装者掌


昆虫界,目前发现最长身形达到60多厘米的竹节虫无疑算得上是“大个子”了。重要的是,竹节虫这种昆虫的进化之旅比我们人类还要早2亿多年!而且,直至今日,它们仍然以形色兼备的拟态本领活跃在人类的周围,着实让人叹服。

在甘肃农业大学认知馆的昆虫标本展示区内,就收藏了一种马来西亚的竹节虫,曾号称世界最长竹节虫。甘肃农业大学生命科学技术学院副研究员李龙凤老师对竹节虫有着多年的研究,在此,小科普迷们就跟随李老师的解读,一起去探究一下竹节虫的前世今生,看看这个“大个子”还有哪些本领?

齿足刺

马来黄裙竹节虫

扁竹节虫

01

最早的竹节虫化石记录可追溯到二叠纪

人们熟悉的竹节虫目昆虫,俗名竹节虫、干柴棒或叶子虫。竹节虫白天通常安静地栖息于树枝上,晚上才出来活动,四处寻找美味,植物叶片是它们最喜爱的食物,所以竹节虫是真正的素食者。最早的竹节虫化石记录可以追溯到二叠纪(距今2.99亿~2.54亿年前)。

迄今为止,全世界共发表中生代竹节虫目化石6科20属40种,分布于10个国家,主要分布在俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦和中国。年,首都师范大学任东教授发表的新科——神(xiū)科,揭开了中国竹节虫目化石研究的序幕。这也是中国首次发现并报道的竹节虫化石,标本产自中国辽西和冀北的晚侏罗世到早白垩世义县组地层。该科的代表就是奇异神和巨大奇的化石珍品。

竹节虫化石:A奇异神B巨大奇标本保存在首都师范大学李龙凤老师供图

02

竹节虫的伪装与防御本领

如果说远古时期的竹节虫就已有高超拟态本领,那么现在的竹节虫更是将拟态本领发挥得无所不及。拟态现象在昆虫中非常普遍,可能发生在卵、幼虫、蛹或成虫各个阶段。

竹节虫卵的拟态比较明显:其多样的外形、坚硬的卵壳,以及表面棕色或暗黄的颜色,像极了植物的种子。竹节虫产卵方式较为多样,有的卵黏在枝叶上,有的产在植物体内,有的散落林间地表,混杂在落叶草丛中,使得天敌难以辨认。

经多位学者研究发现,与卵相比,竹节虫若虫和成虫的拟态防御机制更加完善。

找找看,我在哪?资料图

1.隐匿

竹节虫的体色常为绿色或棕色,其色泽还会随着湿度、温度、光的强弱,以及植物茎干或叶片的颜色而变化,进而将整个身体与周围的环境融为一体,躲避天敌。

2.拟态

一些竹节虫的幼龄若虫会将整个腹部从背部向头前方弯曲以此模拟蚊类或蝎子的姿态,从而达到震慑天敌的作用。

3.摆动

有些种类竹节虫的若虫和成虫可以左右不停地摆动身体,就像风中摇曳的枝条或树叶。

4.主动逃脱

有些竹节虫在受到惊吓时,会很快从茎干坠落,在周围的植物碎屑或叶片掩盖下成功逃脱。

5.假死

大多数种类的竹节虫在受到惊扰或者被天敌捕获时,都会表现出假死状态。

6.展现

一些竹节虫在受到惊吓时,会迅速抬起前后翅,展现出一些鲜艳的颜色或花纹,从平静的隐匿状态突然转变为带有惊吓作用的伪警戒色。

7.发声

有的竹节虫在展翅的时候,其前翅和后翅的臀前区摩擦会发出声响,以加强恐吓作用。

8.自动断肢

一些类群腿节上的刺可以作为防御工具,刺伤天敌。此外,竹节虫还可以自动断肢,如果被天敌抓住腿,它就通过肌肉的猛烈收缩自动断肢,把断腿留给天敌然后逃之夭夭。不过不用担心,它还会再长出新的腿。

9.防御性分泌物

许多种类的竹节虫可以分泌并喷洒分泌物或发出古怪的气味,以迷惑和驱避天敌。

怎么样!竹节虫在近3亿年的漫长进化旅途中获得的这种高超拟态本领是不是很让人佩服啊。

延伸阅读

远古时期就具备高超拟态本领

通过对20余万件化石标本的研究,研究人员鉴定出了泛神樇总科的新种——黑带,其标本均产自内蒙古宁城县柳条沟村义县组地层。黑带的发现和研究不仅让人们了解到竹节虫目原始类群的形态特征,而且形象地揭示了远古竹节虫的拟态现象。

黑带化石标本保存在首都师范大学李龙凤老师供图

从现生的竹节虫和叶虫我们可以领略这些拟态高手、防御能手的精彩表演,但是它们大部分都是一种视觉拟态,即拟态的主导因素是身体和翅的颜色与形状。化石中的竹节虫也是如此,通过观察黑带化石,研究人员发现其前翅和后翅顶部有笔直且平行的暗色脉序,会形成翅膀轮廓为舌形且具有连贯暗色线条的覆盖物,从而遮掩腹部,与环境融为一体。

经过比对,研究人员发现热河生物群中的一种叶状植物器官与黑带极为相似,这一植物叶片不仅尺寸与黑带相似,而且叶片也有3个叉状分支,每片叶又长又窄,纵向叶脉显著,而叶片的其他部分又很难与覆盖的岩石区别,这就表明叶片的质地薄而透明,与昆虫翅的质地极为相似。

由此可见,黑带可以利用多种植物器官来隐藏自己,躲避敌害。黑带生活在热河生物群早期,据记载当时生境中有许多潜在的昆虫天敌,如小型的反鸟类和多样的哺乳动物。这样,一个小的生活圈就形成了:捕食者千方百计捕杀黑带,而黑带在取食植物的同时又利用植物隐蔽自己,以躲避天敌,不断完善这种形色兼备、经久不衰的高超拟态本领。

长知识

不完全变态发育:是指昆虫在个体发育过程中,只经过卵、幼虫和成虫三个时期。成虫和幼虫的生活习性相似,形态无太大差别,只是幼虫身体较小,生殖器官未发育成熟,翅未发育完全以翅芽形式存在。渐变态是不完全变态昆虫的一种类型。

完全变态发育:是指昆虫在个体发育过程中,经过卵、幼虫、蛹和成虫四个时期。完全变态的幼虫和成虫在形态构造和生活习性上明显不同。

撰文丨掌上兰州·兰州晨报首席记者夏苗




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