每晚,在我们的头顶上进行着戏剧性的空战,配有滚筒,锋利的,声纳干扰,隐形装置和生死后果。

但对手不是经过精心设计的战斗机。它们是蝙蝠和蛾子,敌人锁定在一个以秘密和欺骗为标志的6000万年前的决斗。

以前的工作佛罗里达大学和博伊西州立大学的研究人员发现,土拨鼠科的一些丝蛾有一个内置的蝙蝠诱饵:精心设计的“尾巴”使声纳偏离方向,制造误导目标。当蝙蝠扑向猎物时,它们经常攻击这些消耗性的尾巴,而不是飞蛾的重要身体核心。

现在,一项新的研究的团队,今天发表在《科学进展》杂志上,阐明了这些诱饵在丝蛾系谱中的蝙蝠驱动进化,并在蝙蝠和蛾子之间的实时斗狗中测试了四种后翅形状。判决结果?后翅越大,尾巴越长,飞蛾在追捕蝙蝠时逃跑的机会越大。

“一旦我们知道蚕蛾的尾巴会将回声从身体上反射出去,我们感兴趣的是是否存在最佳的反掠食者形状。佛罗里达自然历史博物馆的副馆长,佛罗里达大学麦奎尔明升鳞翅目和生物多样性中心。“我们做的第一件事就是去收集标本。后翅的长度有很多变化,形状,颜色和扭曲。我们想在进化的框架下分析这些特征,看看发生了什么。

Kawahara和他的博士后研究员Chris Hamilton,这项研究的主要作者之一,蚕蛾后翅形状的量化,在一个详细的系谱图上描绘这个性状的进化过程。不是逐渐增加后翅的长度和复杂性,他们注意到形状的突然变化,表明某些翼型可能比其他翼型更有效地偏转蝙蝠。有四种形状与飞蛾躲避蝙蝠攻击的能力有关:两种超长的尾巴,短尾巴和长裂片。

这些形状在全球蚕蛾中出现过多次,几乎相同的形状经常出现在不是近亲的蛾类中。

Kawahara说:“我们看到蛾子朝着最佳形状的顶点移动,而不相关的蛾子则以相似的方式进化。”“这说明了蝙蝠对猎物的选择性压力。”

在识别出这些主要的后翼形状之后,小组测试迫使他们与最有资格评价自己效能的裁判对决:真正的球棒。

经改良三种丝蛾的后翅,月蛾和非洲月蛾-为了匹配这些形状,研究合著者杰西·巴伯在博伊西州立大学的实验室里进行了一项实验,研究人员让这些蝙蝠在一个装有高速摄像机和超声波麦克风的飞行室内与大型棕蝙蝠进行较量。

蚕蛾可能是精心制造的,但是对蝙蝠来说,它们几乎都不是鸭子。翼展超过5英寸,它们的巨大体型给捕食者施加压力,使他们能够瞄准。蝙蝠和飞蛾还有令人印象深刻的飞行能力,朱丽叶·鲁宾说,这项研究的主要作者。

“蝙蝠是非常善于杂技的猎手,但是飞蛾也是强大的飞行者,它们的转弯半径令人难以置信。他以博伊西州立大学硕士生的身份完成了这项研究。“他们似乎是相当匹配的对手。”

原封未动的多粘虫在飞行室里只逃脱了蝙蝠的27%。但当它们的后翅扩大到与两种不同种类的丝蛾的大小相当时,它们的逃逸率提高到了56%。

非洲月亮飞蛾,它们有长长的尾巴,用尾巴比不用尾巴做得更好。不变的月蛾有73%的时间躲避蝙蝠,但尾巴短的比例降至45%,没有尾巴的比例降至34%。月牙蛾另一种尾种,遵循类似的趋势。

蝙蝠只吃蛾子的身体,不是它的翅膀,他们需要攻击其核心以确保成功。长尾巴可能造成多个目标的错觉,迷惑蝙蝠,诱骗它们攻击尾巴,Rubin说。因为蛾的飞行依赖于它们的前翅,后方进攻通常能使他们安全地躲开,即使它们在这个过程中失去了一部分后翅。

鲁宾说,蝙蝠典型的攻击行为包括在蛾子周围合上翅膀,或者伸出翅膀把蛾子叼进嘴里。但当你试图攻击尾巴较长的蛾子时,“他们会伸出手去抓尾巴,飞蛾几乎每次都能逃脱。”

这些感觉错觉作为进化驱动力的力量常常被低估,她说。

鲁宾说:“猎物的进化方式可能是利用捕食者感知到的盔甲弱点。”“我们认为这发生在不同的系统中,不仅仅是飞蛾。”

蝙蝠能想出办法绕过丝蛾的防御策略吗?鲁宾持怀疑态度。即使在面对相同类型的后翅数月后,蝙蝠并没有提高辨别多汁的蛾体和无用的诱饵的能力。

“如果这些尾部特征正在改变或操纵蝙蝠在试图评估飞蛾在哪里和在哪里攻击时接收到的信息,对于蝙蝠来说,这可能是一个艰难的策略。


其他合著者包括来自博伊西州的克里斯·麦克鲁尔和来自爱达荷州骨科医学院的佩雷格林基金会和布拉德·查德韦尔。

国家科学基金会,美国国家地理杂志社和西格玛西提供了研究经费,有佛罗里达博物馆的博士后支持和博伊西州立大学的研究生研究支持。


资料来源:Akito Kawahara,kawahara@flmnh.ufl.edu,301-404-0668
朱丽叶·鲁宾,julietterubin@boisestate.edu,61584-4218
克里斯•汉密尔顿chamilton@flmnh.ufl.edu
杰西的理发师,jessebarber@boisestate.edu,208-426-3202

作者

通过娜塔莉·范·Hoose玛丽·卢·沃特金森|Natalie的更多文章|玛丽·卢的更多文章

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