用“花瓣”滑翔的蘭花螳螂

趙芯

螳螂是較為常見的昆蟲，但一種“花仙子”似的蘭花螳螂卻十分稀有。它們主要棲息于亞洲東南部區域的熱帶雨林，在我國云南省西雙版納傣族自治州也有分布。下面就讓我們認識一下這個擅長隱匿于花葉之間的美麗動物吧！

蘭花螳螂

蜜袋鼯分布于澳洲、印度尼西亞等地的灌木森林里，因喜歡吃桉（ān）樹的甜樹汁而得名。通過使勁伸直四肢，展開四肢間的翼膜，它們就能從一棵樹直接“飛”到另一棵樹上

飛蜥是一種爬行動物，可通過撐起肋骨間的膜實現滑翔

昆蟲界的“花仙子”

蘭花螳螂屬于節肢動物門螳螂目，遠看幾乎和蘭花一模一樣，尤其是它的腿，宛若蘭花的花瓣，這里我們簡稱為花狀腿瓣。

蘭花螳螂的體色在整個生命周期中呈現出多樣性，主要有白、紫、粉、黃4色。成年雌性蘭花螳螂的體重可以達到成年雄性的5～10倍，未成年個體無翅，成年個體羽化后長出翅膀。

別看蘭花螳螂長得如花似玉，卻以蝴蝶、蜜蜂、蛾子等各類節肢動物為食。另外，這位美麗的“花仙子”生命周期極為短暫——一年一代，且沒有世代重疊。所謂世代重疊，指的是生命體的生長發育期或繁殖期與其他代次的同類產生時間上的重疊的現象，可簡單舉例為母親能在活著的時候見到孩子。

自帶“機翼”的“滑翔者”

動物界中有許多帶有明顯“機翼”的“滑翔者”，例如蜜袋鼯（wú）、飛蜥、樹蛙。這些脊椎動物具有軟質的滑翔結構，可以幫助它們安全著陸或在不同區域間快速轉移。

正在伏擊獵物的蘭花螳螂（攝影/陳占起）

相比之下，目前發現的無脊椎動物中的“滑翔者”，例如樹棲蟻、滑翔蜘蛛，以及彈尾目的滑翔節肢動物（例如跳蟲），均不具有滑翔專用的“機翼”，而且滑翔能力也明顯遜色于脊椎動物。

是因為無脊椎動物沒有這種結構嗎？還是長期以來人們忽視了這種結構的存在？問題最終在蘭花螳螂身上得以部分解答。

花狀腿瓣到底有什么用

200多年前，加爾各答的印度博物館館長詹姆斯·伍德·梅森（James Wood-Mason）發現了一種形態像花的螳螂，從此蘭花螳螂（學名：Hymenopus coronatus）進入了人們的視野。英國博物學家阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士（Alfred Russell Wallace）則提出了蘭花螳螂采取進攻性擬態的假說，即一個物種通過模擬另一個物種以達到欺騙獵物的目的。于是在接下來的時光中，蘭花螳螂都以經典的擬態物種身份亮相，可惜的是這一說法從未得到過實驗驗證。

直到200多年后的今天，澳大利亞生態學家詹姆斯·奧哈倫（James C.OHanlon）團隊將體色和形態作為兩種不同的性狀，分別測試其誘捕獵物的效果，這才發現改變體色才會對捕食效率有影響，而第二、三步足擴展物，即花狀腿瓣的形態（包括有無、是否扭曲等），對捕食沒有明顯影響。該發現使得研究者開始重新審視這些“花瓣”對蘭花螳螂的作用。

“花瓣”作“機翼”

一次偶然的機會，中國科學家觀察到了蘭花螳螂從高處快速跳躍滑下的過程，蘭花螳螂竟然是極好的“滑翔者”！那獨具特色的花狀腿瓣是它的滑翔“機翼”嗎？

擁有完整腿瓣的蘭花螳螂滑翔距離遠，而且能完成大幅度轉向

通過觀察，研究人員發現，從10米高的位置拋下后，蘭花螳螂滑翔的水平平均距離可達6.09米，最遠能達到14.7米；而失去腿瓣的蘭花螳螂僅能滑至4.08米，這說明腿瓣能使滑翔距離變長，即起到增強滑翔能力的作用。此外，蘭花螳螂可以在空中調整身體姿態，實現超過180度的大轉彎，這對滑翔也是至關重要的。

“安全著陸”的奧秘有弧度的腿瓣

研究人員還發現，蘭花螳螂花狀腿瓣的橫截面呈弧形，且這一弧度（8%～12%）與其他動物滑翔結構的弧度類似（鳥翼為10%～20%，飛蜥翼膜約為9%，滑翔松鼠的毛皮膜約為14%）。

隨齡期變化的腿瓣

此外，蘭花螳螂的花狀腿瓣會隨著齡期（昆蟲幼蟲在連續兩次蛻皮之間所經歷的時間）的增加而逐漸變大、變圓，這對后期體重較大的個體更有利，因為這些“花瓣”面積不成比例的增加，可以減小“大齡”蘭花螳螂在空中時身體所受壓強。

一般的“滑翔者”會因為體重增加導致滑翔距離變短。但是研究發現，盡管蘭花螳螂雌蟲未成年末齡個體的體重可達一齡個體的165倍，但是其滑翔的水平距離并沒有明顯縮短。研究人員由此推測，體形大的蘭花螳螂雌蟲，正是通過腿瓣的大比例增長保持滑翔距離的。

體形影響“著陸”

相對而言，雄性蘭花螳螂體形較小，空氣阻力能平衡掉大部分的重力，無須像雌性那樣考慮“安全著陸”的問題，所以腿瓣變大程度不如雌性，但隨著齡期增加，它們的滑翔距離會變短。

花狀腿瓣橫截面呈弧形

花狀腿瓣隨齡期增大而逐漸變大變圓

節肢動物中的“滑翔機翼”有待挖掘

放眼已知的滑翔節肢動物（例如跳蟲），研究人員發現，蘭花螳螂在滑翔指數（滑翔水平距離/豎直高度）方面表現出色，而這要歸功于明顯特化（動植物為了適應某種特殊環境或條件，發生生理、形態等特征上的變化）的“機翼”——花狀腿瓣。

我們回到文章開頭提到的問題，為什么一直未能在節肢動物中發現類似的結構，其實原因有三：

? 相比于脊椎動物可以折疊的滑翔結構（例如飛蜥、蜜袋鼯的膜狀滑翔結構），節肢動物特化出的滑翔結構是硬質的，很可能因為活動受限、更易成為天敵的目標等原因，不易進化出這種結構。

? 有這種滑翔結構的節肢動物，可能為了降低被發現的風險，不得不配合使用其他生存策略（例如偽裝），這讓人們誤認為這種結構不是為滑翔而生的。

? 最后，大部分節肢動物體形較小，無須這種結構就可“安全著陸”。

因此，如果你有機會見到體形較大的節肢動物，發現它們有可以轉動的扁平結構時，千萬別忘記它可能是用于滑翔的！

（責任編輯 / 高琳 美術編輯 / 周游）