趙芯

螳螂是較為常見的昆蟲，但一種“花仙子”似的蘭花螳螂?yún)s十分稀有。它們主要棲息于亞洲東南部區(qū)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(rèn)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(xiàn)滑翔

昆蟲界的“花仙子”

蘭花螳螂屬于節(jié)肢動物門螳螂目，遠(yuǎn)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(xiàn)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(dá)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(jié)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(fā)育期或繁殖期與其他代次的同類產(chǎn)生時間上的重疊的現(xiàn)象，可簡單舉例為母親能在活著的時候見到孩子。

自帶“機(jī)翼”的“滑翔者”

動物界中有許多帶有明顯“機(jī)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(zhì)的滑翔結(jié)構(gòu)，可以幫助它們安全著陸或在不同區(qū)域間快速轉(zhuǎn)移。

正在伏擊獵物的蘭花螳螂（攝影/陳占起）

相比之下，目前發(fā)現(xiàn)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(jié)肢動物（例如跳蟲），均不具有滑翔專用的“機(jī)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(jié)構(gòu)嗎？還是長期以來人們忽視了這種結(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn)了一種形態(tài)像花的螳螂，從此蘭花螳螂（學(xué)名：Hymenopus coronatus）進(jìn)入了人們的視野。英國博物學(xué)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(jìn)攻性擬態(tài)的假說，即一個物種通過模擬另一個物種以達(dá)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(jīng)典的擬態(tài)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(tài)學(xué)家詹姆斯·奧哈倫（James C.OHanlon）團(tuán)隊將體色和形態(tài)作為兩種不同的性狀，分別測試其誘捕獵物的效果，這才發(fā)現(xiàn)改變體色才會對捕食效率有影響，而第二、三步足擴(kuò)展物，即花狀腿瓣的形態(tài)（包括有無、是否扭曲等），對捕食沒有明顯影響。該發(fā)現(xiàn)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(jī)翼”

一次偶然的機(jī)會，中國科學(xué)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(dú)具特色的花狀腿瓣是它的滑翔“機(jī)翼”嗎？

擁有完整腿瓣的蘭花螳螂滑翔距離遠(yuǎn)，而且能完成大幅度轉(zhuǎn)向

通過觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)，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(dá)6.09米，最遠(yuǎn)能達(dá)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(qiáng)滑翔能力的作用。此外，蘭花螳螂可以在空中調(diào)整身體姿態(tài)，實現(xiàn)超過180度的大轉(zhuǎn)彎，這對滑翔也是至關(guān)重要的。

“安全著陸”的奧秘有弧度的腿瓣

研究人員還發(fā)現(xiàn)，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(jié)構(gòu)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(xù)兩次蛻皮之間所經(jīng)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(qiáng)。

一般的“滑翔者”會因為體重增加導(dǎo)致滑翔距離變短。但是研究發(fā)現(xiàn)，盡管蘭花螳螂雌蟲未成年末齡個體的體重可達(dá)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(jié)肢動物中的“滑翔機(jī)翼”有待挖掘

放眼已知的滑翔節(jié)肢動物（例如跳蟲），研究人員發(fā)現(xiàn)，蘭花螳螂在滑翔指數(shù)（滑翔水平距離/豎直高度）方面表現(xiàn)出色，而這要?dú)w功于明顯特化（動植物為了適應(yīng)某種特殊環(huán)境或條件，發(fā)生生理、形態(tài)等特征上的變化）的“機(jī)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(jié)肢動物中發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)構(gòu)，其實原因有三：

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

? 有這種滑翔結(jié)構(gòu)的節(jié)肢動物，可能為了降低被發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險，不得不配合使用其他生存策略（例如偽裝），這讓人們誤認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)不是為滑翔而生的。

? 最后，大部分節(jié)肢動物體形較小，無須這種結(jié)構(gòu)就可“安全著陸”。

因此，如果你有機(jī)會見到體形較大的節(jié)肢動物，發(fā)現(xiàn)它們有可以轉(zhuǎn)動的扁平結(jié)構(gòu)時，千萬別忘記它可能是用于滑翔的！

（責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）