变化多端的角蝉：模拟真菌感染昆虫形态

UFO来啦

导读：这样一类昆虫，它们的形状是我们无法想象，也不敢想象的。蝉角是角蝉科半翅目（Membracidae）昆虫的统称，被称为世界上最奇特的昆虫。他们已经进化出各种形状：一些著名的长卷毛头，搭载了一些像蚂蚁，以及真菌的形态完美模拟侵入其他昆虫。
这些形状的变化，其实是来自角蝉高度特化的前胸背板前胸胸节上存在的背板。问题在于，科学家现在还很难解释清楚这些前胸背板结构的确切作用。这确实是一个还没有得到解决的大问题，宾夕法尼亚州东斯特劳斯堡大学的昆虫学家马修华莱士（Matthew Wallace）说，有趣的是，这正是它们为人所知的主要特征。有些形状之奇怪，让你不得不感叹，它们长成这样是怎么生存下来的？



当然，如此奇特的演化特征不仅不会对它们的生存造成困扰，而是恰恰相反。这些看上去有点愚蠢的形状，实际上使角蝉很好地适应了生存的环境，并通过基因一代代遗传下去。马修华莱士等科学家正试图把线索联系起来，弄清楚角蝉为什么会演化出这些不可理喻的形状。现有的证据显示，不同种类的角蝉可能采取了不同的适应策略，包括伪装、拟态和警戒等，从而造就出种种奇异的前胸背板形状。
角蝉中形状最复杂的恐怕要数Bocydium属的种类。它们的前胸背板看起来像极了拟寄真菌（Ophiocordyceps属真菌）感染昆虫时的形态。这类真菌会侵入蚂蚁的大脑，控制它离开蚁穴，在附近林地中找一片树叶，紧紧咬住叶脉。接下来，真菌会杀死蚂蚁，并从蚂蚁背上长出球棒状的子实体，向外传播孢子。               
                       
               
一些科学家认为，这类角蝉模拟了从蚂蚁身上长出的真菌形态，其目的在于减少被掠食者捕食的概率。有些掠食者会避免捕食已经患病的昆虫。即使掠食者没有被迷惑，对它们展开袭击，这些突起的结构也会很容易断掉，掠食者得到的一块没有营养的外骨骼，角蝉则得以全身而退。



另一些角蝉模拟的是未被真菌感染的蚂蚁。这些蚂蚁擅长用蜇刺和叮咬进行防御，而这些手段正是角蝉所缺乏的。通过模拟这些蚂蚁，角蝉可以吓跑谨慎的掠食者。在同一属中，有一些种类具有类似黄蜂的颜色，马修华莱士说，这样它们同时就具有了警戒色和蚂蚁的身体结构。
角蝉不仅会模拟蚂蚁，它们甚至还能雇佣蚂蚁。很多角蝉和蚜虫一样，会经常分泌出蜜露。蚂蚁喜食蜜露，因此和角蝉建立了互利共生的关系，角蝉也得到了蚂蚁的保护。有趣的是，如果你要采集一些这样的角蝉，蚂蚁就会变得非常有侵略性，它们会咬你，马修华莱士说，想象一下这种不可思议的关系，蚂蚁是多么依赖角蝉，而角蝉也同样依赖蚂蚁。               
                       
               
角蝉是植食性的昆虫，具有刺吸式口器，以吸取植物汁液为食。它们具有滤网式的肠道，能将植物汁液中的营养物质（氨基酸和碳水化合物）萃取出来，消化后多余的含糖水分即以蜜露的形式排出。蜜蜂、黄蜂甚至是壁虎等动物，都很喜欢取食角蝉的蜜露。



还有一些角蝉选择将自己融入到周围环境中，伪装成树叶、枝条或嫩芽。有一个物种就像极了植物的棘刺，掠食者肯定不会轻易尝试将它们吞入口中。之所以选择这样的伪装，是因为它们能长时间地趴在树枝上，用刺吸式口器吸食植物导管和筛管中的汁液，一动不动。当然，这并不是说角蝉很懒，在遇到真正危险的时候，它们也会很快飞走。
在角蝉前胸背板的演化中，性选择并不是关键的因素。许多动物中都有性选择的现象，雄性会利用个性张扬的身体特征，或者通过舞蹈、歌唱来赢得雌性的芳心。一般而言，性选择会导致相当大的性别差异，但在变化多端的角蝉种类中，我们并没有找到太多的性别差异现象。
除了伪装、拟态和警戒的作用之外，有证据显示，角蝉的前胸背板其实还是一个感觉结构。如果你在显微镜下仔细观察，你会发现上面坑坑洼洼，长满了细毛和其他东西，马修华莱士说，这暗示着某种信号接收机制，可能是化学物质，也可能是声音。一项研究显示，角蝉的特化结构甚至能释放出信息素，吸引异性前来。               
                       
               
角蝉还拥有另一种非常规的交流方式至少对人类而言是如此。它们可以产生振动信号，向同一树枝上的同伴发出警告，或者告诉它们食物的线索。同伴用脚来接收振动信号。尽管角蝉与令人厌烦的蝉关系很近，但我们还是无法直接听到它们的振动声音。幸运的是，一位名为雷克斯（Rex Cocroft）的科学家想出了办法。他花了大量时间，在树枝上绑满了麦克风，对角蝉的振动进行放大。



不仅成年角蝉会利用这种声音进行交流，在角蝉母亲守卫幼虫的时候，也会以同样的方式与它们聊天。作为昆虫，这一点很不可思议。绝大多数昆虫物种在产卵之后就不管不顾，只有那些真社会性昆虫，如蚂蚁、白蚁和蜜蜂等，才会齐心协力地哺育后代。角蝉被认为是亚社会昆虫，它们并不会形成蚂蚁那样的社会结构，而只是围绕在后代周围，看着它们成长。
尽管对角蝉的了解还不够深入，还有许多未解的谜题，但我们仍要感谢马修华莱士和雷克斯等科学家的工作。他们穿过森林，为采集角蝉而挑战愤怒的蚂蚁，或在树上绑上麦克风，所有这些努力都让我们更加了解这些奇异的昆虫。