研究发现,天蛾利用生殖器摩擦产生防御性超声的能力,在3000万年间独立演化多达7次,并形成3种不同的发声机制。

自然界中,有些演化创新实在太有用,以至于会反复出现。例如螃蟹般的体形、多种不同的飞行结构,以及一个令人意外的例子:利用生殖器发出超声,干扰捕食者的声呐。

美国Florida Museum of Natural History昆虫学家Paul Masonick领导的团队发现,天蛾科昆虫在过去约3000万年间,可能独立演化出多达7次这种防御能力。

蝙蝠依靠回声定位在黑暗中追踪猎物。天蛾没有能够像哺乳动物那样发声的喉部结构,却找到了另一种办法:摩擦发声。

为了反击蝙蝠,天蛾演化出用生殖器发声的能力

雄性天蛾的生殖器具有一对称为抱器的结构,上面覆盖着特化鳞片。当抱器运动时,这些鳞片会与腹部的特殊表面发生摩擦,产生人耳无法听见的超声波。

研究人员利用扫描电镜和显微CT,确认了3种不同的发声机制:

- 鳞片摩擦鳞片: 发出较短、间歇性的超声。
- 鳞片摩擦棘刺: 能产生持续时间更长的声音。
- 鳞片摩擦结节: 声音变化最丰富,即使近缘物种之间也存在明显差异。

研究团队随后分析了这些声音的频率、持续时间和发声占空比,发现并非所有天蛾的超声都适合干扰蝙蝠声呐。

持续时间较长、占空比较高的声音,更有可能破坏蝙蝠的回声定位。具有听觉器官的天蛾能够提前发现蝙蝠,并主动发出具有干扰潜力的超声。

但部分天蛾根本听不见蝙蝠的叫声,却仍能在受到触碰时发声。研究人员推测,这类声音可能用于惊吓捕食者,争取逃脱机会。

另一种解释是声音拟态。某些有毒或难吃的蛾类会利用超声警告蝙蝠,而通常可以被蝙蝠食用的天蛾,可能通过模仿类似声音欺骗捕食者。

研究人员还提出,部分天蛾发出的复杂超声可能兼具求偶功能,帮助它们识别同类。不过,这一假说尚待验证。

这项研究揭示了捕食者与猎物之间持续不断的演化军备竞赛:面对相似的生存压力,不同天蛾支系竟然反复演化出了结构相似、功能却可能不同的超声防御系统。

原文:https://www.sciencealert.com/moths-have-repeatedly-evolved-a-bizarre-way-to-scream-at-bats-using-their-genitals