生命--非常的世界

  第四章:富有创造力的昆虫(4)

 

世界上最大规模的『翩翩飞舞』

(右图:过冬的成年帝王蝶在冬日的阳光下取暖,在森林中的小水池饮水。一些蝴蝶会在喝水时被挤到水中溺死)

帝王蝶穿越北美的迁徙是自然界中的一大奇观。这么远的距离对这样一个小生物来说似乎太长了,然而,蝴蝶迁徙这件事确实有力地证明了昆虫有能力做一些非常极端的事情。几百年来,北美的观察家观察到这些蝴蝶在秋天会变得焦躁不安,它们会在一些意想不到的地方聚集好几天,然后它们就消失了,直到第二年春天才会出现。西方科学界一直在探索这个问题:它们要飞往哪里?每年的十月和十一月,墨西哥米却肯州普勒佩查的印第安人会看到这里一些宁静的山区里充满了成千上万甚至是数十亿的帝王蝶,它们集体振翅时就像是暴风中的树叶。但是二月份来临时,这些蝴蝶就会消失,他们也很想知道这些蝴蝶到哪里去了。


(左图:一大群蝴蝶聚集在森林里一处阳光灿烂的地方。)

专家于1975年在墨西哥发现这个现今十分著名的冬眠地。当美国的自然学家于1975年2月登上海拔3050米的米却肯山,成为首位看到世界上最壮观的蝴蝶大集合的西方学者时,他对于这一个问题,绘出了两个答案。他会告诉普勒佩查人它们已经向北飞去,它们要产下好几代这种北飞的蝴蝶。最后这些墨西哥帝王蝶的好几代重孙飞到4830千米远的加拿大南部地区。西方科学界解开了这些南巡的帝王蝶在德克萨斯的格兰德河南部的消失之谜。科学家将这里的冬眠之地称之为自然界的第八大奇迹。

世界上很多地区的热带区域都可以看到帝国蝶的身影,这很容易造成各个地方的种群形成了这一大规模迁徙的假设。但是只有一种蝴蝶---北美洲的蝴蝶要迁徙,这是为什么呢?这个答案要从蝴蝶的历史中寻找。最开始帝王蝶和它们的幼虫要吃的乳草植物只有中南美洲才有。但是在2400万年前,乳草植物迅速扩展到北美洲,在沿途的扩散中增加了抵御霜冻的能力。蝴蝶也跟着这种植物一路向北,但却没有锻炼出抵御霜冻的能力。因此恰好在每年秋天,这个大陆的帝国蝶在冬天来临前往南迁徙。在太阳光和磁力的双重指引下,大多数的蝴蝶会找到它们在墨西哥栖息时的同样树种,在这儿,它们的祖先已经生活了成千上万年。当春天来临又长出新的乳草时,它们又向北飞。

左图:在温暖的一天,这块领地开始复苏。帝王蝶所面临的最大的自然威胁就是极冷的天气和冷锋带来的湿气。但是砍伐森林这片庇护所对它们来说是更大的威胁。

它们所选择的冬眠地点,在海拔正好是3050米高的地方,这个高度很适合它们。树冠即充当了覆盖层,又充当了保护伞。当太阳照进森林时,树冠可以使森林保持较低的温度,又可以使森林在夜晚不是特别寒冷。然而,帝国蝶最近遇到的一个最大威胁就是我们熟知的森林砍伐。这使得给蝴蝶充当保护伞的树冠减少,帝王蝶很容易就暴露在雨中和寒冷的空气中。于是官方正式颁布总统令来保护这块冬眠地,但是法令执行起来却很困难。情况很复杂,和当地人民的协商出现了问题。当地人需要依靠这片地维持最基本的生活,当他们长久以来拥有的森林不再属于他们时,他们有一种被剥削的感觉。情况已经到了非常严峻的时刻,如果不立刻找到一个解决措施,这片神奇的冬眠地将不复存在。如果这片土地能够得到很好的保护,那么就会有更多的人见识到这种最大规模『翩翩起舞』的非凡景象。

靠眼柄实力说话

(左图:一只雄性突眼蝇和它的妻子们停留在小根须上。)

动物王国中,大小至关重要,尤其是对雄性突眼蝇来说。这些苍蝇由蛹生长而成,在还是蛹的时候,就有着小小的、扁平但柔软的眼柄。但是在几分钟之内,它们会将空气挤进眼柄中,眼柄变得越来越大,幅度甚至超过它们身体的长度。30分钟后,它们的角质层变硬,眼柄也会变硬。这种苍蝇生活在亚洲的雨林地区,在白天,眼柄末端那大面宽阔的眼球在它们寻找食物方面似乎并不能提供什么优势,但是在晚上,它们的眼睛就会真正地发挥作用。当光线变得暗淡时,突眼蝇会飞回到它们夜间栖息的地方,突眼蝇用它们神奇的视力在森林飞行中躲过蜘蛛网和其他危险。一夜又一夜,每只突眼蝇都返回到这个栖息地休息。每个夜晚,雄蝇都会争夺它们妻子的控制权。最大的雄蝇第一个到达,然后随着夜幕降临,雌蝇和其他小个的苍蝇也会出现。雌蝇在选定它们心仪的对象之前,会飞在不同的雄蝇之间。它们的首选就是有着最大眼柄的雄性或体型较大的雄性。

 

 

左图:具有同样眼幅宽度的雄蝇,当然它们的身体大小也很相似,在这场仪式战中比拼,以决定和雌性的交配权。其中一只将前腿伸出并站起来示威,另一只却蹲下,用它的腹部在细根上敲打。

一只突眼蝇的大小和它们的眼幅的大小有着密切的联系,所以这些雄性竞争对手会很快地比较出大小。只有差不多眼幅大小的雄性才会决一胜负。但是这是一种高度仪式化的比拼。雄蝇将它们的眼睛并列平行放在一起,伸出前腿来怒目而视。然后它们飞起来将翅膀展开,下蹲,腿弯曲又伸开,然后用腹部敲打细根,之后反复这个动作,它们伸开前腿,瞪视着彼此作为威胁。如果两只雄蝇在身体大小上不相上下,这个表演会持续20分钟,这通常会升级为两只雄蝇用它们的前腿进行打斗。占主导地位的雄蝇将小个雄蝇从细根上驱逐后,可以长舒一口气。接下来就是一场激烈的交配。雄蝇紧紧地盯住雌蝇,然后跳到雌蝇身上。大个雄蝇交配的频率很频繁。突眼蝇能从1米远的地方用它们眼柄准确地估算出向它们飞来的苍蝇的大小,从而确定这飞来的雄蝇是它们的竞争对手还是它们的追随者。眼柄的长度和宽度可以直接地告诉同性和异性苍蝇它们的力量和生殖力,这样可以快速做出决定,避免了代价昂贵的争斗和雌性做出不明智的选择。

选择性交配

1871年,达尔文在出版的《人类起源》一书中首次提出了性选择理论,而且他还在昆虫界发现了这一理论的最好例证:智利倒挂锹形虫,又称达尔文甲虫。他用这一理论解释某一性别的一些物种的极端行为或身体形态。世世代代以来,雌性物种总会选择某一方面拥有最显著行为或者特色的雄性来交配。这种选择性的繁殖造就了我们今天所看到的各种奇奇怪怪的动物。对于昆虫而言,灵活可塑的外骨骼非常适合这种极端的性选择。在一些例子中,有些被选择的特征已经变得十分极端,拥有这些特征就意味着拥有可以吸引异性的优势。下图例举了一些这样的特征:

下图:一只马达加斯加长颈象鼻虫正在展示它那用于仪式般格斗的长颈,格斗的获胜者将得到旁观雌性的青睐。

下图:一只雄性达尔文甲虫正在展示它的大颚---这是它可塑外骨骼的延伸。这种造型有利于钩住敌人鞘翅并将敌人掀倒。它的前腿很细长,这样大颚就不会拖在地上。

下图:雄性达尔文倒挂锹形虫大颚极长的根本原因是为了繁衍的需要。相比之下,雌性的大颚很小,它主要用来满足最初的功能—喂养。

下图:估计大小,以便用大颚钩住对手。达尔文甲虫衍生出来的最厉害的武器就是撬棍一样的角。最后一步---松开敌人并把它扔下树枝。