兰花螳螂揭示其前所未有的滑翔能力的结构基础

导读 在《当代生物学》杂志上发表的一项研究中,中国科学院西双版纳热带植物园(XTBG)的研究人员与合作者一起揭示了一项突破性发现:兰花螳螂花瓣...

在《当代生物学》杂志上发表的一项研究中,中国科学院西双版纳热带植物园(XTBG)的研究人员与合作者一起揭示了一项突破性发现:兰花螳螂花瓣状股叶的形态实际上是一种结构滑翔,而不是长期以来的信念,即这些裂片模仿花朵来吸引授粉猎物。

兰花螳螂Hymenopus coronatus是一种树栖物种,因其花瓣状的股叶和花朵组装体表面的颜色而长期被誉为花拟态的经典例子。这种解释已经持续了 200 多年,尽管这些裂片的花瓣拟态功能的经验证据仍然没有定论。

在这项研究中,科学家们进行了行为研究和形态分析。他们首先测试了兰花螳螂若虫是否可以滑翔,发现兰花螳螂若虫是优秀的滑翔者,表现出在陆地无脊椎动物中观察到的最浅的滑翔轨迹。

在观察若虫通过主动跳跃引发的空中逃逸后,研究人员提出股叶在滑翔中发挥着至关重要的作用。随后在受控条件下的研究证实,这些裂片有助于在下降过程中产生升力,显着影响螳螂若虫的滑翔能力。

对兰花螳螂股骨的形态学检查显示,其股骨节上的叶延伸部分是弧形翼型,投影面积增加了 36%。这一特征对于使观察到的空气动力学滑行成为可能发挥着至关重要的作用。

此外,尽管雌性的体重急剧增加了 165 倍,雄性的体重增加了 24 倍,但体型的增长并没有影响滑翔能力,这种现象归因于股骨叶的增大。

研究人员还强调,由于这些叶瓣的正尺寸异速生长,翅膀负载显着减少了 40%–56%,这表明在兰花螳螂的整个发育过程中明显促进了滑行。事实上,股骨叶在整个个体发育过程中的扩张减少了机翼负载并提高了滑翔效率。

“这些裂片代表了第一个有记录的能够滑翔的刚性外骨骼结构,使兰花螳螂成为迄今为止已知的最熟练的节肢动物滑翔者,”XTBG的陈占奇说。

这项研究为兰花螳螂滑翔的目的提供了见解。“它们很可能与其他树栖无脊椎动物一样受到空中逃逸和扩散的选择性压力,也可能依靠滑翔进入狩猎区域,”陈占奇说。

这是第一项记录用于滑翔的节肢动物腿翼的研究,并建议未来对兰花螳螂的三维滑翔轨迹进行研究,以揭示空中机动。

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